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Taube

Dokumentation

Das Genie der Natur (1/3) - Die Magie der Bewegung

Die Natur hat die optimale Lösung für so ziemlich jedes technische Problem parat. Die Evolution baut immer besser - ob Materialien, Verbrennungsmotoren oder Navigationssysteme.

Produktionsland und -jahr:
Datum:
Sendetermin
28.11.2019
14:45 - 15:30 Uhr

Wie verblüffend intelligent die Konstruktionspläne des Lebens sein können, zeigt diese dreiteilige Serie über die wunderbare Welt der Bionik. Die erste Folge widmet sich den trickreichsten Methoden der Fortbewegung: Laufen, Fliegen, Schwimmen - wieso können Tiere alles viel besser, schneller und sparsamer als wir?

Gecko
Obwohl vollkommen trocken, haften Gecko-Füsse sehr gut an allen Arten von Oberflächen. Dies wird durch die "Van der Waals"-Kräfte möglich, die Anziehungskräfte zwischen Molekülen. Die Härchen an den Füssen der Geckos sind so fein, dass sie diese Kräfte ausnützen können.
Quelle: ORF/MR-Film

Seit vier Milliarden Jahren existiert unser Planet. In dieser Zeit hat die Natur unzählige Antworten auf die Herausforderungen des Lebens gefunden - wie man sich am besten fortbewegt, an Nahrung kommt, Partner findet und sich an Extreme aller Art anpasst. Zu Anfang waren auch wir Menschen nur Teil der atemberaubenden Artenvielfalt, doch dann verhalf uns unser großes Gehirn zu einer Sonderstellung: Als einzige Spezies mussten wir uns nicht länger an die Natur anpassen, sondern formten sie nach unseren Bedürfnissen. Technik war das Werkzeug dafür - und das oft im Widerspruch zur Natur.

Je weiter wir uns von der Natur entfremdeten, umso erfolgreicher wurden wir - auf Kosten unseres Planeten. Doch jetzt beginnen wir die Natur mit neuen Augen zu sehen. Zu Beginn des dritten Jahrtausends stehen wir am Anfang einer Revolution. "Bionik" ist das Zauberwort - eine Denkweise, die erstmals Natur und Technik zusammenführt. Draußen in der Wildnis ist fast jedes unserer technischen Probleme bereits gelöst - wir müssen nur hinsehen. Und lernen, das Genie der Natur richtig zu erkennen.

Ausgefeilteste Fortbewegungstechniken

Neben großartigen Bildern in gewohnter "Universum"-Qualität wurden spezielle Filmtechniken verwendet, um bisher noch nie gezeigte Einblicke in die geheimen Werkstätten der Natur zu gewähren. Komplizierte Bewegungsabläufe werden durch den Einsatz von Superzeitlupe mit mehreren tausend Bildern pro Sekunde entschlüsselt und geben Einblick in die ausgefeilten Fortbewegungstechniken der Tiere - von der Fliege und der Libelle bis hin zu Falken, Schwänen und Geiern - allesamt Vorbild für die menschliche Luftfahrt. Pinguine, Delfine und Fische zeigen, wie man sich optimal unter Wasser bewegt. Küchenschabe und Tausendfüßler demonstrieren eindrucksvoll, wie die rationelle und schnelle Fortbewegung der Insekten jene von Menschen gemachten Robotern zum Vorbild wurde.

So kann eine einfache Taube ihre Flügel in einer Art und Weise kontrollieren und bewegen, die wir zum heutigen Zeitpunkt nicht kopieren können. (Bild oben)

Dem Beobachter mit freiem Auge verborgen

Insekten haben eine Schutzpanzer aus Chitin
Nashorn-Käfer - der Name kommt vom auffallend nach hinten gebogenen Horn.
Quelle: ORF/MR-Film.

Die Geheimnisse der Naturinnovationen bleiben dem Beobachter mit freiem Auge in der Regel verborgen, denn sie liegen meistens in der unsichtbaren Mikrowelt. Um den entsprechenden Bereich von tausendstel, ja millionstel Millimeter sichtbar zu machen, wurden neue spezielle Filmtechniken entwickelt: Erst zigtausendfache Vergrößerungen im Elektronenmikroskop machen diese Einblicke möglich. Um der filmischen Forderung von der Verfolgung dynamischer Vorgänge im Mikrobereich zu genügen, wurden am Department für Science Visualization der Universität für angewandte Kunst in Wien neue Filmtechniken entwickelt, die es ermöglichen, im Bereich von hunderttausendstel Millimetern derartige Abläufe zu verfolgen. In Kombination mit 3-D-Animation können die intimsten Tricks der Natur nun einem breiten Publikum vermittelt werden.

Chamäleon.
Das Chamäleon - anpassungsfähig und blitzschnell bei der Beutejagd
Quelle: ORF/MR-Film

Erst mit dieser "elektronenmikroskopischen Brille" wird verständlich, warum etwa die Blätter der Lotosblume Wasser abstoßen und zusätzlich selbstreinigend sind. Oder warum eine kleine Echse in der Sahara mit großer Geschwindigkeit wie ein Fisch durch den Sand schwimmt - was ihr den Namen "Sandfisch" eingetragen hat. Oder wie eine kleine Fliege den Aufenthaltsort einer Grille mit speziellen Hörwerkzeugen räumlich genau feststellen kann, um dann ihre Eier in die Grille zu legen. Diese Hörwerkzeuge dienen mittlerweile als Vorbild für spezielle Mikrofone und Hörgeräte. Oder warum ein kleiner Käfer auf geniale Weise mit einfachster Technik Waldbrände auf viele Kilometer orten kann, um sich dann in den abgebrannten Holzresten zu paaren und für Nachwuchs zu sorgen. Ein neuer Wärmesensor wurde nach diesem System entwickelt.

Teil eins heißt "Die Magie der Bewegung" und handelt von den trickreichen Methoden, mit denen die Evolution vielen Tieren eine effiziente Fortbewegung ermöglichte - zu Wasser, zu Land und in der Luft. Vor allem das Fliegen hat es uns Menschen seit jeher angetan, immer wieder nahmen Forscher und Abenteurer die Vögel zum Vorbild, um selbst in die Luft zu gehen. Doch gelungen ist dies erst vor gut 100 Jahren, als sich Otto Lilienthal oder die Gebrüder Wright im Detail für den Vogelflug interessierten. Heute schaut die Forschung nicht nur Vögeln, sondern vor allem auch Insekten beim Fliegen zu, um daraus neue Konstruktionspläne abzuleiten. Aber auch schwimmen können Tiere viel besser, und selbst im Gehen sind die meisten den Menschen um Längen überlegen. Denn für alle Bewegungsarten gilt: Menschen halten zwar alle Geschwindigkeitsrekorde der Welt, aber nur, weil sie mit Energie verschwenderisch umgehen. Die Natur ist ein Muster an Effizienz, und gerade daran sind auch jene Forscher interessiert, die Roboter entwickeln, die in wenigen Jahrzehnten die Marsoberfläche für uns erkunden sollen.

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