Leonardo da Vinci war während der Renaissance für sein radikales Denken, Erfindungen, Kunst und mehr bekannt. Er kann am besten als der Alleskönner beschrieben werden. Während wir mit seinen berühmteren Entdeckungen vertraut sind, wussten Sie von seiner Theorie über Bäume?

Nach Leonardo da Vinci, wenn man alle Äste eines Baumes in jeder Höhenstufe zusammenlegt, entsprechen sie der Dicke seines Stammes. Dies wurde 2011 bestätigt, als Studien zum Windwiderstand durchgeführt wurden.

Was genau war Da Vincis Theorie über Bäume?

Leonardo Da Vinci beobachtete das Verzweigungsmuster vor etwa 500 Jahren zum ersten Mal. Immer wenn Bäume im Herbst ihre Blätter verlieren, sehen wir oft ihre innere Struktur hinter dem Laub.

Da Vincis Theorie ist einfach: Die Größe des Baumstammes und seiner zusammengeführten Äste wäre gleich. Allerdings war das nicht nur eine Beobachtung; es gibt eine tatsächliche mathematische Beziehung zwischen den Ästen und dem Stamm.

Alle Äste eines Baumes in jeder Höhenstufe, wenn sie zusammengelegt werden, sind in der Dicke dem Stamm gleich

Leonardo Da Vinci

Bildnachweis von Christophe Eloy von der Universität Provence

(Quelle: Inside Science)

Wie wirkt sich seine Theorie auf die heutige Welt aus?

Sie fragen sich vielleicht, was diese Theorie heute mit unserer Welt zu tun hat. Schließlich sind 500 Jahre vergangen. Warum ist sie jetzt so wichtig?

Da Vincis Studie wurde wiederbelebt wegen einer weiteren aktuellen Studie aus dem Jahr 2011. Das Papier legt nahe, dass der Hauptgrund, warum Bäume so wachsen, darin besteht, dass sie sich gegen starke Winde und die dadurch entstehenden Schäden schützen.

Leonardos Regel ist erstaunlich. Bis vor kurzem haben die Menschen sie kaum getestet.

Kate McCulloh, Oregon State University – Plant Physiology

Um zu prüfen, ob seiner Theorie Wahrheit zugrunde liegt, untersuchte Christophe Eloy, ein Physiker der Universität Provence in Frankreich, dies weiter, indem er ein Computerprogramm nutzte, um das Design der Baumverzweigung zu replizieren. (Quelle: Inside Science)

Wie ergab sich Christophe Eloys Studie?

Eloy begann seine Studie mit einem fraktalen Baumgerüst. Kleinere Versionen der Äste wurden wiederholt hinzugefügt, um den virtuellen Baum in seinem Programm zu erstellen. Jeder Ast sollte dem Ast, von dem er abstammte, ähneln. Dies imitierte die fraktale Natur von Bäumen, wie wir sie kennen. Das virtuelle Modell diente als Basis zur Bestimmung der Dicke jedes Astes.

Als die Skelettphase abgeschlossen war, hatte Eloy die Struktur in einem virtuellen Windkanal getestet. Durch das Anwenden verschiedener Windkräfte, die nötig waren, um die Äste zu brechen, bestimmte er den Durchmesser jedes Astes, der nur selten abbrechen würde.

Obwohl sein Experiment Da Vincis Theorie zu bestätigen scheint, glauben einige Wissenschaftler weiterhin, dass der Theorie mehr zugrunde liegt als die Ergebnisse von Eloys Forschung.

Ich bezweifle nicht, dass die Baumstruktur das Ergebnis einer Kombination aus Hydraulik und strukturellen Zwängen ist. Allerdings denke ich nicht, dass das hydrologische Argument so leicht verworfen werden sollte.

Gil Bohrer

(Quelle: Inside Science)