Sie sind die vielleicht grundlegendsten Ordnungsprinzipien unserer Welt und des Universums: Symmetrische Muster finden sich überall in der Natur. Vom winzigen Einzeller über Blüten bis zum Mensch folgen fast alle Lebewesen symmetrischen Baustrukturen. Das Geheimnis dahinter ist aber noch längst nicht vollständig geklärt.
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Symmetrische Formen sind das vielleicht grundlegendste Ordnungsprinzip des Universums. Auch das menschliche Gesicht ist symmetrisch aufgebaut. Alles reine Mathematik? Vor einigen Jahren entdeckten amerikanische Wissenschaftler die „goldenen Zahlen“ der Schönheit. „36 zu 46“ sollten die perfekten symmetrischen Proportionen des Gesichts sein. Das Geheimnis liegt demnach im idealen Verhältnis von Augen, Nase und Mund zueinander.
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Noch längst aber hat die Wissenschaft nicht alle Geheimnisse des natürlichen Formenspiels entschlüsselt. Alles in der Natur beginnt symmetrisch und mit einer Ebenmäßigkeit, die manchmal erst bei genauem Hinschauen deutlich wird. Hier: Die Drehsymmetrie des menschlichen Auges.
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So wie die meisten Lebewesen ist auch der Mensch spiegelsymmetrisch. Zumindest äußerlich gleicht die linke Körperhälfte genau der rechten. In seiner Zeichnung der menschlichen Gestalt wollte Leonardo da Vinci den goldenen Schnitt und symmetrischen Aufbau unseres Körpers verdeutlichen.
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Auch in der Tier- und Pflanzenwelt findet sich die „göttliche Proportion“ des goldenen Schnitts wieder. Die Symmetrien der Schale eines Nautilus stammen alle von einer einzigen Urform ab. Schon vor 500 Millionen Jahren lebten jene Kopffüßer in den Weltmeeren. Muster wie die Nautilus-Spirale konnten sich im Verlauf der Evolution bis heute durchsetzen, dürften also gewisse Vorteile gegenüber anderen Formen haben.
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Die Streifen von Tigern oder Zebras zählen zu den besonders auffälligen Mustern in der Natur. Auf beiden Körperseiten verläuft die Fellfärbung quasi identisch. Wie der menschliche Fingerabdruck unterscheidet sich die Fellfärbung von Tier zu Tier. Damit dienen die Streifen als eindeutiges Erkennungsmerkmal – und entscheiden darüber, ob ein Tier von der Herde anerkannt oder ausgestoßen wird.
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Strahlenförmige Anordnung, deutlich erkennbares Zentrum: Die symmetrische Form von Blüten zieht Insekten an. Um die für ihr Fortbestehen notwendige Bestäubung zu gewährleisten, locken die Blumen mit süßem Nektar.
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Kräftige Farben und den goldenen Schnitt der Symmetrie werten wir als Zeichen von Gesundheit. Vielleicht lieben die Menschen gerade deshalb Blumen schon immer: Bereits die Neandertaler verwendeten Blumen als Grabbeigabe für ihre Toten.
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Die vollkommene Symmetrie der Blüte signalisiert Jugend, gesunde Entwicklung und Entfaltung. Die Vielfalt der Blütenpflanzen ist geradezu überwältigend. Der goldene Schnitt erfüllt seinen Zweck.
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Bevor sie sich entfalten, sind die Blätter des Straußenfarns spiralsymmetrisch. Später, im offenen Zustand, weisen sie Spiegelsymmetrie auf. Der mehrfach symmetrische Bau der Farnpflanzen hat sich im Verlauf der Evolution als vorteilhaft erwiesen.
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Wie wir Menschen sind die allermeisten höheren Lebewesen äußerlich spiegelsymmetrisch aufgebaut. Das zeigt auch eindrucksvoll dieser Eisvogel.
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Wenn ein Tier von Artgenossen wahrgenommen oder Fressfeinde besonders wirksam abwehren will, ist ein symmetrisches Fell- oder Flügelmuster eine sinnvolle Strategie.
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Nicht nur die Form des Körpers und der Flügel, sondern auch die Oberflächenmuster sind bei Schmetterlingen – wie auch bei Libellen und Vögeln – spiegelsymmetrisch.
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Durch und durch symmetrisch, sogar im fünffachen Sinn: ein Seestern mit seiner Drehachse und den Spiegelebenen seiner Arme.
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Studien zeigen: Tiere und auch menschliche Säuglinge nehmen symmetrische Formen besser wahr und können sie besser zuordnen als unsymmetrische. Hier: der symmetrische Aufbau der Honigbienen-Waben.
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Große flauschige Kugel: Von wo aus man sie auch betrachtet, sieht die Pusteblume – der verblühte Löwenzahn – gleich aus. Ein Musterbeispiel für Kugelsymmetrie.
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Fast wie ein Seestern, nur viel kleiner: Auch diese Fenster-Kieselalge ist sternförmig angeordnet und kann über ihre Symmetrieachsen gespiegelt werden.
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Sechszählige Symmetrie: Jedes einzelne Eiskristall, jede Schneeflocke hat genau sechs Symmetrieachsen. Das liegt daran, dass das Wasser beim Gefrieren ein regelmäßiges Kristallgitter ausbildet. Was in der Natur wie von Zauberhand gelingt, könnten wir Menschen niemals so exakt und präzise nachbilden.
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Auch das Radnetz vieler Spinnen ist symmetrisch: Wenn ein Insekt sich einmal in die klebrigen Fäden des nach einem strengen Muster erbauten Netzes verirrt, gibt es kein Entrinnen mehr. Wer einmal beginnt, darauf beachtet, wird immer wieder symmetrische Formen in der Natur entdecken – und bekommt gleich einen ganz anderen Blick auf den geheimnisvollen Bauplan des Lebens.
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Symmetrische Formen sind allgegenwärtig in der Natur, sozusagen als Grundmuster, das sich im Verlauf der Evolution herausgebildet und bewährt hat. Symmetrien sprechen uns an, denn wir schätzen Ordnung, Klarheit und Übersicht. Vollkommene Bauprinzipien deuten wir instinktiv als Ausdruck von Gesundheit, Robustheit und Stabilität.
Ob eine gleichmäßig angeordnete Blüte, die Flügel eines Vogels, die Streifen auf dem Fell der Zebras oder gar wir Menschen selbst: Alle unterliegen den Prinzipien der Symmetrie. Doch lässt sich alles auf reine Mathematik und Geometrie reduzieren? Was genau ist Symmetrie? Wenn man ein Objekt einer Transformation unterzieht – also dreht, spiegelt oder verschiebt, ist es genau dann symmetrisch, wenn es nachher genauso aussieht wie vorher. Mathematiker unterscheiden zwischen Punkt-, Achsen-, Rotations-, Kugelsymmetrie und noch zahlreichen weiteren Varianten.
Alles reine Mathematik?
Schon Leonardo da Vinci befasste sich mit dem Prinzip des „goldenen Schnitts” und verdeutlichte die Symmetrie des menschlichen Körpers in seinen Anatomiestudien. Tatsächlich ist unser Körper spiegelsymmetrisch gebaut – zumindest äußerlich. Denkt man sich eine Achse, die durch die Körpermitte führt, lassen sich linke und rechte Körperhälfte daran exakt spiegeln. Für die Symmetrien des menschlichen Gesichts formulierten amerikanische Forscher das goldene Zahlenverhältnis 36 zu 46: Je dichter ein Gesicht an sich diesem Idealverhältnis annähert, desto ebenmäßiger und perfekter erscheint es uns.
„Symmetrie schafft eine zugleich wundervolle und lächerliche Verwandtschaft zwischen Objekten, Phänomenen und Theorien, die äußerlich betrachtet nichts miteinander gemein haben: So der terrestrische Magnetismus, (…) die Struktur des Universums, (…) Quantenphysik, Blütenblätter, Musik und die Relativitätstheorie”, sagte der Symmetrieforscher Hermann Weyl. Das war 1952. Doch noch immer sind viele Rätsel ungelöst: Die Wissenschaft hat gerade erst angefangen, das Geheimnis der mysteriösen Grundstrukturen zu lösen. Wer einmal seinen Blick geschärft hat für die Muster, die vielen Lebensformen zugrunde liegen, wird draußen in der Natur immer wieder neue symmetrisch aufgebaute Objekte entdecken und die Wunder des Lebens gleich mit ganz anderen Augen betrachten.
