الشكل الخماسي في الطبيعة
يحتوي الشكل الخماسي (بالإنجليزية: Pentagon Shape) على 5 أضلاع و5 زوايا، وفي حال تساوت أطوال أضلاعه، وكان قياس كلّ زاوية داخلية 108°، ومجموع زواياه 540°، يكون الشكل الخماسي حينها منتظمًا، وفيما يأتي أبرز الأمثلة على الشكل الخماسي في الطبيعة:
- الحيوانات: تترتّب أذرع حيوان نجم البحر على هيئة شكل خماسي، وهو ما يُوفّر له قدرة أفضل على التقاط روائح الطعام، والشقلبة، والقدرة على الالتصاق بقاع البحر لمقاومة تأثير التيارات البحرية، بالإضافة غلى خاصية الانشطار الذاتي التي تُعدّ وسيلةً دفاعيةً تعتمدها نجوم البحر، حيث تفصل أحد أذرعها عندما تتعرض لهجوم من إحدى الحيوانات المفترسة.
- الزهور: زهرة نبات الدفلى ( بالإنجليزية: Oleander) تحتوي على 5 بتلات تترتب على شكل خماسي، تمامًا كترتيب بتلات زهرة كرمة السرو (بالإنجليزية: Cypress Vine) المعروفة باسم نجمة تكساس.
- الأحجار: تتكوّن الحدود الخارجية للألماس من 5 جوانب و5 زوايا، ويظهر شكلها الخماسي جليًا عند أخذ الإسقاط الأفقي الذي يُوضّح الجزء العلوي للماسة.
الشكل الكروي في الطبيعة
الشكل الكروي (بالإنجليزيّة: Sphere Shape) هو شكل هندسي ثلاثي الأبعاد تقع جميع نقاطه على نفس المسافة (نصف القطر) من نقطة معيّنة وهي المركز، وتجدر الإشارة إلى أنّ الكرة تُعدّ أقوى شكل ثلاثي أبعاد في الطبيعة، والسبب هو أنّ الضغط يتوزع بالتساوي على الكرة عوضًا عن التركيز على نقطة واحدة.
يظهر الشكل الكروي في الطبيعة بكثرة، ومن الأمثلة على ذلك ما يأتي:
- الفقاعات.
- الذرات.
- الشمس التي تُعدّ أفضل كرة يُمكن ملاحظتها في الطبيعة، لأنّها الكرة الأكثر استدارةً في الكون.
- مساكن الحيوانات، حيث يُساعد الشكل الكروي على التقليل من فقدان الحرارة.
- الكثير من أنواع فواكه.
يجدر بالذكر بأنّ معظم الأجرام السماوية كالكواكب والأقمار لا تُمثّل كرات مثالية، بل يُطلق على شكلها اسم كروي مفلطح، ويعود السبب في ذلك إلى دوران تلك الأجرام بسرعة كبيرة جداً، الأمر الذي يؤدي إلى تسطيحها من المنتصف فيغدو وسطها العرضي (خط الاستواء) أكثر اتساعًا من وسطها الطولي (الخط الواصل بين الأقطاب).
الشكل السداسي في الطبيعة
الشكل السداسي (بالإنجليزيّة: Hexagon Shape) هو مضلع هندسي يحتوي 6 أضلاع مستقيمة، و6 زوايا، في حين يكون مجموع زواياه الداخلية 720°، ويشمل الشكل السداسي 4 أنواع مختلفة، وهي: سداسي منتظم، وسداسي غير منتظم، وسداسي محدب، وسداسي مقعر، ويكون الشكل السداسي منتظمًا عندما تتساوى قياس زواياه وأطوال أضلاعه معًا، ويكون قياس كلّ زاوية 120درجة، ومن أكثر الأمثلة شيوعًا ووضوحًا على الشكل السداسي في الطبيعة ما يأتي:
- خلايا النحل التي تتكوّن من مجموعة متكررة من الوحدات سداسية الشكل، ومن فوائد هذا الشكل للنحل أنّه يُمكّنه من تخزين أكبر كمية ممكنة من العسل باستخدام أقلّ كمية ممكنة من الشمع، كما أنّ خلايا النحل السداسية تتلائم معًا بطريقة مثالية دون ترك أيّ فراغات فيما بينها.
- أعمدة البازلت التي تنشأ عندما يبرد البازلت البركاني تدريجيًا فيتقلص حجمه ويتخذ شكل إسطوانات سداسية.
- الرسومات التي تُغطي صدفة السلحفاة، وتكمن أهمية هذا الشكل لصدفة السلحفاة بأنّه يُعدّ الشكل الهندسي الأكثر كفاءة في مجال تغطية الأسطح المنحنية.
- ندفة الثلج الناجمة من تبلور جزيئات الماء نتيجةً تكوينها لروابط هيدروجينية ضعيفة فيما بينها، حيث تترتّب هذه الروابط بطريقة تزيد من قوى التجاذب وتُقلل من قوى التنافر فتظهر بشكل سداسي.
المثلث في الطبيعة
الشكل المثلث (بالإنجليزية: Triangle Shape) هو شكل هندسي مكوّن من 3 أضلاع و3 رؤوس، ومجموع زواياه الداخلية يساوي 180°، ويُعدّ المثلث من الأشكال الأساسية في علم الهندسة الرياضية، أما عن أبرز الأمثلة عليه في الطبيعة ما يأتي:
- أزهار بعض النباتات مثل زهرة التريليوم (بالإنجليزية: Trillium) والزهرة العنكبوتية (بالإنجليزية: Spiderwort).
- بذور العديد من النباتات.
- الخنفساء، حيث تمتلك هذه الكائنات 6 أرجل لكنّها تمشي على ثلاث منها، ويُمكن رؤية المثلث عند وصل آثار أقدامها ببعض.
المربع في الطبيعة
الشكل المربع (بالإنجليزية: Square Shape) هو شكل هندسي يحتوي على 4 أضلاع تتساوى أطوالها، وقياس كلّ زاوية من زواياه الأربع 90°، ومن الملاحظ ندرة وجود الشكل المربع في الطبيعة، فعند مقارنته مع الأشكال الأخرى الأكثر شيوعًا فيها كالشكل الكروي، يُمكن القول أنّ هذه الأشكال من السهل تواجدها لأنّها تتضمّن بشكل أساسي تحركاً ثابتًا في جميع الاتجاهات من نقطة مركزية.
يتطلب الشكل المربع تنسيقًا أكبر، وتحكّمًا أكثر دقة، حيث إنّ هذا الشكل يخلو من الانسيابية التي تحتاجها الكائنات الحية (على اختلاف أنواعها) للحركة، فمن الصعب مثلاً على حيوان مربع الشكل أن يتحرك بسرعة.
المكعب في الطبيعة
الشكل المكعب (بالإنجليزية: Cube Shape) هو شكل ثلاثي الأبعاد له 6 أوجه مربعة الشكل، و8 رؤوس، و12 ضلعًا، وينطبق على الشكل المكعب ما ينطبق على الشكل المربع، إذ يندر وجود الشكل المكعب في الطبيعة، لكنّ هناك بعض الأمثلة في الطبيعة على ذلك، ومنها:
- حيوان الومبت (نوع من الجرابيات) ينتج روث مكعب الشكل، ويُعتقد أنّ الفائدة من ذلك منع انزلاق الروث من الأماكن المرتفعة إلى الأماكن المنخفضة، ممّا يُسهّل على الحيوان تجميعه لتحديد منطقته.
- بلورات معدن البيريت تترتّب بشكل طبيعي في هياكل مكعبة، حيث تتكوّن من ذرة حديد واحدة مرتبطة بذرتين من الكبريت، ممّا يمنحها القدرة على تكوين بلورات مكعبة بسيطة.
- سمكة البقرة ذات القرنين (بالإنجليزيّة: Longhorn Cowfish) تمتاز بشكلها المكعب الذي يحميها من الحيوانات المفترسة.
هل تختلف صفات الأشكال الهندسية بين الطبيعة والعمارة؟
يُعتقد أنّ فن العمارة وتصميم المباني نشأ في الأساس لرغبة الإنسان في تقليد للطبيعة، إذ يبحث المعماريون عن الإلهام لابتكار الزخارف والديكور لمحاكاة الأشكال الطبيعية، ومع ذلك فإنّ الأشكال الهندسية في الطبيعة تكون أكثر تعقيدًا من الأشكال الهندسية التي يصنعها الإنسان، لأنّ المباني لا تتضمّن خاصية الحركة أو السرعة.
استمد المعماريون من الأشكال الهندسية نماذج لتصميم الكثير من المباني المشيدة على مر الزمان، فالطبيعة نموذج حي بنيت على أساسها الهندسة المعمارية، لأنّه ينتظم ضمنها مختلف الأشكال الهندسية الرياضية؛ فالشمس كروية، والأشجار مخروطية، والحلزون لولبي، وخلية النحل سداسية، وبلورات بعض المعادن مكعبة الشكل، وغير ذلك من الأمثلة الكثيرة.
