Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neuc Folge XI. Baud; 

 .lei ganzcn Reihe XXVII. Band. 



Sonntag, den 13. Oktober 1912. 



Nummer 41. 



Die Biene als Lehrmeisterin der Kinematik. J ) 



[Nachdruck verboten.] 



Von Hermann Kranichfeld, 



Eine der interessantesten wissenschaftlichen 

 Entdeckungen aus der zweiten Halfte des vorigen 

 Jahrhunderts sind die mechanischen Strukturen 

 der Organismen. Wir wissen jetzt, daS samtliche 

 Organe der Pflanzen und Tiere, welche mechanische 

 Leistungen zu verrichten haben, nach den Regeln 

 der Mechanik gebaut sind und in einer Menge 

 von Einzelheiten eine iiberraschende Uberein- 

 stimmung mit den entsprechenden Konstruk- 

 tionen unserer Ingenieure zeigen. Wahrend wir 

 viele der hierbei in Betracht kommenden mecha- 

 nischen Regeln erst in jiingster Zeit -- mit Hilfe 

 der hoheren Mathematik -- aufgefunden und in 

 der Praxis anzuwenden gelernt haben, sind sie in 

 der Natur schon seit Jahrmillionen in Gebrauch. 

 Es ist diese Antizipation der Resultate unserer 

 Ingenieurwissenschaft in den Erzeugnissen der 

 Natur jedenfalls eine sehr merkwiirdige Tatsache. 

 Sie bringt uns unwillkiirlich auf Gedankengange, 

 wie sie Rosegger in den Worten ausgesprochen 

 hat: ,,Woher habt ihr denn cure Wissenschaft ? 

 In keines, auch des genialsten Menschen Haupt 

 kann eine grofiere Weisheit und Kraft entstehen 

 als in der Natur uberhaupt vorhanden ist. Im 

 Gegenteil, die Natur, die aufiere unbeseelte Natur, 

 wie ihr sie nennt, hat noch ungeheure Vorrate 

 von Weisheit aufgespeichert, wovon der Mensch 

 keine Ahnung hat." 



Fast zufallig stiefi man auf die erwahnten Eigen- 

 schaften der organischen Korper. Prof. H. Meyer 

 in Zurich hatte in den sechziger Jahren des vori- 

 gen Jahrhunderts zahlreiche Schliffe der grofien 

 Rohrenknochen des Menschen hergestellt und legte 

 die betreffenden Praparate der dortigen Natur- 

 forschenden Gesellschaft vor. Bekanntlich zeigen 

 jene Knochen zwei verschiedene Ausbildungs- 

 weisen der Knochensubstanz, eine aufiere, dichte 

 Schicht : die kompakte Substanz oder Substantia 

 dura und eine lockere oder schwammige Schicht, 

 die ein feines Fachwerk netzformig verbundener 

 Knochenblattchen und -balkchen bildet und an 

 den Endstiicken der langen Arm- und Beinknochen 

 fast das ganze Innere einnimmt: die Substantia 

 spongiosa. In den Praparaten von Professor 

 H. Meyer boten nun die Knochenblattchen und 

 -balkchen, die beim blofien Aufschlagen der 

 Knochen als ein wirres Geflecht erscheinen, ein 

 eigentumliches Bild. Man sah, dafi sie in deutlich 

 hervortretenden, regelmafiig verlaufenden Ziigen 

 angeordnet sind. Besonders gait dies von den 

 langen Oberschenkelknochen. 



Vielleicht hatte man aber darin doch nur ein be- 

 deutungloses Spiel der Natur erblickt, wenn nicht 



Konsistorialprasident a. D. 



in der betreffenden Sitzung der Naturforschenden 

 Gesellschaft auch Professor Culmann, der Begriinder 

 der graphischen Statik, zugegen gewesen ware. 

 Er glaubte beim Anblick jener Praparate zu be- 

 merken, daB die Knochenblattchen der schwam- 

 migen Substanz in denselben Linien angeordnet seien, 

 die vom Ingenieur fiir die Mechanismen berech- 

 net werden, welche ahnliche Formen haben und 

 ahnlichen Kraftewirkungen ausgesetzt sind. Der 

 Oberschenkelknochen des Menschen mit dem 

 Schenkelhals und der daran sitzenden Kugel, auf 

 welcher die Last des Korpers ruht, kann hin- 

 sichtlich seiner mechanischen Funktion mit einem 

 Krahn verglichen werden. Prof. Culmann zeichnete 

 nun einen solchen d. h. einen oben abgebogenen, 

 zum Heben bzw. zum Tragen von Lasten be- 

 stimmten Balken und liefi in diesen Krahn, bei 

 welchem er eine den Verhaltnissen beim Menschen 

 entsprechende Belastung annahm (2X3 kg), von 

 seinen Schiilern am Polytechnikum die soge- 

 nannten Zug- und Drucklinien einzeichnen. Das 

 Resultat war geradezu verbliiffend. Es ergab sich, 

 dafi die nach den Gesetzen der Mechanik be- 

 rechneten Linien durchweg mit den Ziigen der 

 Knochenblattchen am oberen Ende des Ober- 

 schenkelknochens libereinstimmten. Hatte man 

 daher einen Krahn herzustellen , bei welchem, 

 wie bei den Speichen eines Fahrrades darauf 

 Bedacht genommen werden miifite, moglichst an 

 Material zu sparen, so wiirde man das abgebogene 

 obere Ende desselben aus Leisten zu konstruieren 

 haben , welche genau wie die Knochenblattchen 

 des Oberschenkelkopfes gelagert waren. 



Nachdem das mechanische Prinzip einmal ent- 

 deckt war, fand man es iiberall in den Baukon- 

 struktionen der Tier- und Pfianzenwelt wieder. 

 So hat der Berliner Botaniker Schwendener in 

 seinem ,, Mechanischen Prinzip" nachgewiesen, dafi 

 die Faserziige, welche die besondere Aufgabe 

 haben, die Widerstandsfahigkeit der einzelnen 

 Pflanzenteile gegen Biegen, Brechen, ZerreiSen, 

 Abscheren usw. herzustellen, stets so gelagert 

 und kombiniert sind, wie es die theoretische 

 Mechanik vorschreibt, wenn mit kleinstem Mate- 

 rialaufwand unter gegebenen Bedingungen die 

 grofite Festigkeit erreicht werden soli. Sie passen 

 sich so genau den mechanischen Bedingungen 

 in Form, Anordnung und Starke an, dafi der 

 Getreidehalm uns schliefilich als ein nicht minder 



') Die Kinematik oder die Lehre von relativen Bewegun- 

 gen der Teile eines maschinellen Systems ist in Deutschland 

 besonders von Reuleaux ausgebildet und der theorelischen 

 Maschinenkunde zugrundc gelegt worden. 



