Wie Schnecken sich in Schale werfen : Muster tropischer Meeresschnecken als dynamische Systeme

Die Dekors auf den Gehäusen tropischer Meeresschnecken sind nicht nur beeindruckend schön, sondern sie erzählen auch ein Stück biologischer Entwicklungsgeschichte. Die dekorativen Muster sind Protokolle ihrer eigenen Entstehung, die nach ähnlichen Gesetzmäßigkeiten abläuft wie die Dünenbildung oder die Ausbreitung einer Grippewelle. Hans Meinhardt hat die dynamischen Prozesse bei der Musterbildung analysiert und in Computersimulationen naturgetreu nachgezeichnet. Sein Buch begeistert gleichermaßen durch die erstaunlichen wissenschaftlichen Erkenntnisse wie durch die faszinierenden Abbildungen. Wer am PC selbst Simulationen durchführen und variieren möchte, dem bietet die beiliegende Diskette mit den entsprechenden Algorithmen ein weites Spielfeld. Dieser Band bietet einen Einblick in das faszinierende Forschungsgebiet der Strukturbildung von Organismen während ihrer Entwicklung. Anhand der Muster auf den Schalen tropischer Meeresschnecken zeigt Hans Meinhardt Gesetzmäßigkeiten auf, die Strukturbildung ermöglichen. Die dekorativen Muster dieser Gehäuse stellen Protokolle ihrer eigenen Entstehung dar: Sie geben den zeitlichen Ablauf der dynamischen Prozesse wieder, die längs der Wachstumskante der Schalen abgelaufen sind. Das erlaubt das Dechiffrieren dieser Muster. In einem abschließenden Kapitel wird gezeigt, daß die dafür entwickelten Modelle auch andere Musterbildungsprozesse in der Biologie gut beschreiben, z.B. die Bildung der embryonalen Achsen eines Embryos oder die Bildung von Adern und Blattanlaagen. Enge Parallelen ergeben sich zu Prozessen wie der Weiterleitung von Nervenimpulsen oder der Blutgerinnung. Dabei wird deutlich, daß hier universelle Mechanismen am Werk sind, die auch bei der Entwicklung von Sternen, Dünen, Erosionsformen oder der Bildung von Grippewelleln wiederzufinden sind. Mit der beigefügten Diskette kann der Leser die Simulationen am PC selbst nachvollziehen und variieren Front Matter....Pages I-XIV Schalenmuster — ein Bilderbuch der Natur zur Untersuchung dynamischer Systeme und biologischer Musterbildung....Pages 1-18 Musterbildung durch lokale Selbstverstärkung und langreichweitige Hemmung....Pages 19-42 Oszillationen und Wanderwellen....Pages 43-56 Überlagerung von stabilen und periodischen Mustern....Pages 57-76 Kreuzungen von schrägen Linien und versetzt angeordnete Punkte: Die kombinierte Wirkung zweier Antagonisten....Pages 77-98 Globale Steuerung und die gleichzeitige Bildung von Verzweigungen....Pages 99-110 Das schwierige Problem: Zwei oder mehr interferierende, zeitabhängige Muster....Pages 111-136 Dreiecke....Pages 137-154 Parallele Linien mit Zungen....Pages 155-176 Dreidimensionale Modelle der Muschel- und Schneckenschalen....Pages 177-196 Das Computer-Programm....Pages 197-212 Anhang: Musterbildung in der Entwicklung höherer Organismen....Pages 213-242 Back Matter....Pages 243-252