Warum haben die meisten Tierknochen einen hohlen, ringförmigen Querschnitt? Vor etwa 500 Millionen Jahren erschienen die ersten Wirbeltiere auf der Erde, die ein inneres Skelett entwickelten, um sich fortzubewegen, zu stützen und ihren Körper zu schützen. Ist Ihnen aufgefallen, dass ihre Knochen hohl sind? Die Knochen der meisten Tiere sind hohl und leicht, da die Knochen normalerweise nur Biege- und Druckkräften ausgesetzt sind. Bei Biegung konzentriert sich die maximale Biegebeanspruchung auf die Ränder, während der zentrale Bereich fast keine Belastung erfährt – deshalb sind die Beinknochen der Tiere hohl. Unter Druck wird die Belastung ebenfalls entlang der Ränder verteilt.
Nach demselben Prinzip können dünne Weizenhalme viel schwerere Ähren tragen. Diese stützenden Teile in Pflanzen werden als mechanisches Gewebe bezeichnet. Bei einigen Sorten von Weizen und Reis kommt es zu Umfallen, was darauf hindeutet, dass das mechanische Gewebe in ihren Stängeln nicht ausreichend entwickelt ist und durch Wasserkontrolle und Düngung verbessert werden muss. Auch die Stängel vieler Pflanzen sind hohl, wie z. B. Bambus, Schilf, Sellerie und viele Unkräuter.
Die Natur inspirierte Menschen zur Herstellung runder Rohre. Stahlrohre können fast genauso viel Biege- und Drucklast aushalten wie Stahlstangen aus der gleichen Menge Material. Runde Hohlrohre sind nicht nur biege- und druckfest, sondern auch materialsparend, leicht und können Gas und Flüssigkeiten transportieren. Steingebäude werden in Form von Bögen gebaut, um maximalen Druck widerstehen zu können. Die Bogenkonstruktion überträgt den Druck auf die Stützen auf beiden Seiten des Bogens, der genau der Druckkurve des Gebäudes entspricht. Die gewölbten Dachterrassen in den Höhlen der chinesischen Loess-Plateau sowie die gewölbten Decken der meisten unterirdischen Tunnel basieren auf demselben Prinzip. Die Stützen an den Rändern von Bogenbrücken und Höhlen sind sehr dick, um die übertragenen Druckkräfte aufnehmen zu können.