Wenn sich Hopfen oder wilder Wein um einen Stock oder eine Gitterstange windet, so kann er das grundsätzlich auf zwei Weisen tun: links oder rechts herum. Von Natur aus haben die Ranken vieler Kletterpflanzen die merkwürdige Angewohnheit, an einer Stelle von einer linksgängigen Schraube (Helix) in das rechtsgängige Spiegelbild überzugehen. Diese Stelle der Umkehr beschrieb schon der Naturforscher Charles Darwin.
Die Mathematiker Michael Tabor und Alain Goriely von der University of Arizona, USA, haben nun ein Gleichungssystem gelöst, das das Verhalten der drahtförmigen pflanzlichen Organe beschreibt.
Ein metallener Draht bildet dann eine Schraube, wenn sein eines Ende festgehalten und sein anderes Ende um sich selbst gedreht wird. Doch bei einer Ranke muß es eine andersartige Kraft sein, die für die Helixbildung verantwortlich ist. Denn während ihres Wachstums dreht sich weder der Stengel, noch der Untergrund.
Bei einem Gummiring, der an einer Stelle auseinandergeschnitten und anschließend langgezogen wird, kann man ähnliches beobachten. Sobald die Enden des Gummistückes nicht mehr festgehalten werden, kehrt es in seinen gekrümmten Urzustand zurück.
“Dieses innere Bestreben, sich zu krümmen, bevorzugt keine der beiden möglichen Helixformen”, erklärt Alain Goriely. In der mathematischen Lösung des Gleichungssystems stehen deshalb beide Helixformen nebeneinander – getrennt von einem Umkehrpunkt. Die Lösung zeigt, daß die Bildung dieses merkwürdigen Punktes oft unvermeidlich ist – nicht nur in den Kletterpflanzen-Ranken, sondern auch dort, wo er uns stört: bei Telefonkabeln.
Die Arbeit der beiden Wissenschaftler ermöglicht es, eine Telefonschnur zu entwickeln, die sich nicht verdrillt. Die mathematische Erkenntnis kommt allerdings etwas spät – im Zeitalter der schnurlosen Telefone und Handys. Frank Frick
Frank Frick
