Eine tropische Wanderspinne hat die Struktur ihrer Klauen aus dem Baustoff Chitin mit einigen Tricks so weit verstärkt, dass sie sich durch den Panzer von Insekten bohren können. Dann injizieren sie ihr tödliches Gift.
Forscher der Max-Planck-Gesellschaft haben die genaue Struktur der Klauen aufgeklärt und stellten die Ergebnisse kürzlich im Journal "Advanced Functional Materials" vor.
Unter anderem sorgt das Metall Zink für Stabilität an der besonders beanspruchten Klauenspitze, schreibt die Gruppe um Yael Politi vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam.
Auch Termiten bauen Metall in ihre Beißwerkzeuge ein
Auch einige andere Tiere nutzen dieses Prinzip, etwa Termiten. Auch sie bauen Metall ein, wenn sie ihre zangenartigen Beißwerkzeuge (Mandibeln) verstärken wollen.
Mandibeln mit Zink an den besonders beanspruchten Innenseiten waren bis zu einem Fünftel (20 Prozent) härter als Mandibeln ohne Metall – nachzulesen 2008 im Journal "Naturwissenschaften".
Dafür wurden die aus Chitin bestehenden Mandibeln der in trockenem Holz lebenden australischen Termiten Cryptotermes primus untersucht. In einem im Meer lebenden Wurm sorgt hingegen Kupfer für stabile Zähne.
Politi und Kollegen nahmen sich der Giftklauen der Wanderspinne Cupiennius salei an. Bei den Beißwerkzeugen unterscheidet sich der Materialaufbau klar von jenem anderer Teile des Skeletts, heißt es in einer Mitteilung der Gruppe. Chitin ist ein weit verbreiteter Baustoff der Natur.
Dieser ist aus langen Ketten der immer gleichen chemischen Grundbaustoffe zusammengefügt. Chitin ist eines der häufigsten biologischen Moleküle, es gibt unter anderem Pilzen und Insekten feste Strukturen.
In jenen Bereichen der Spinnenklauen, in denen während des Bisses hohe mechanische Spannungen zu erwarten sind, ordnen sich die Chitinfasern auf besondere Weise, beschreiben die Forscher um Politi.
Maßgeschneiderte mechanische Belastbarkeit
Chitinfasern sind parallel zu ihrer Längsachse immer steifer als senkrecht dazu – diese Struktur fand sich auch in den Klauen. "Das verleiht der Giftklaue eine maßgeschneiderte mechanische Belastbarkeit."
Mit Blick auf ihre mikroskopischen Aufnahmen weisen die Wissenschaftler darauf hin, dass die äußersten Schichten der Spinnenklauen vor allem von Proteinen gebildet werden. Diese werden aller Wahrscheinlichkeit nach von ebenfalls nachgewiesenen Zink- und Kalzium-Ionen miteinander vernetzt und erhalten damit zusätzliche Festigkeit.
"Zudem leitet das stabile Proteinnetz den Druck beim Durchbohren eines Beutepanzers effektiv an die Chitinfasern weiter." Praktische Anwendung könnten die Ergebnisse womöglich bei der Konstruktion neuer Injektionsnadeln finden.
Quelle: http://www.welt.de/wissenschaft/umwelt/article106271722/Spinne-bohrt-metallverstaerkte-Giftklauen-in-Opfer.html
Dank an Uwe Siebert für den Tip (Anmerkung von mir O.U.)
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