Käfer in Gummischuhen: Kieler Wissenschaftler schauen Marienkäfern auf die Füße
20.08.2013
An Wänden hochlaufen oder an Oberflächen kopfüber spazieren, das können viele Insekten. Welche erstaunlichen Materialien dahinterstecken, zeigen die Untersuchungen von Biologen wie Jan Michels. Mit Hilfe spezieller Mikroskopietechniken, der Konfokalen Laserrastermikroskopie und der Rasterkraftmikroskopie, hat er gemeinsam mit seinen Kollegen Marienkäfern auf die Füße geschaut. „Jedes Käferbein ist mit vielen kleinen Haaren ausgestattet, die die beeindruckende Haftung an Oberflächen ermöglichen“, erklärt Jan Michels. „Unsere Untersuchungsergebnisse zeigen, dass verschiedene Teile dieser Haare unterschiedliche Materialzusammensetzungen und ‑eigenschaften aufweisen. Während die Haarwurzeln relativ hart und steif sind, ist das Material in den Haarspitzen ziemlich weich und elastisch.“ Die Wissenschaftler vermuten, dass sich die Haarspitzen dadurch besser vorhandenen Unebenheiten anpassen können und dies zu einer verbesserten Haftung der Käfer an rauen Oberflächen führt. Herausgefunden haben das die Autoren Dr. Jan Michels, Dr. Henrik Peisker und Professor Stanislav Gorb unter anderem, indem sie das Protein Resilin, das für die Weichheit und Flexibilität der Haarspitzen verantwortlich ist, visualisiert haben. Resilin kommt bei Insekten an vielen Stellen vor, an denen Flexibilität gefragt ist. Zum Beispiel in Flügeln, in Beingelenken, und eben auch in den Hafthaaren von Marienkäfern. Die Erweiterung des Wissens um die Tricks der Natur ist wichtige Grundlagenforschung für die weitere Entwicklung oder Verbesserung intelligenter Materialien. So können sich die Forscher zum Beispiel vorstellen, das Grundmaterial für das im Labor von Professor Stanislav Gorb bereits entstandene Gecko®-Tape¹ mit Hilfe der neuen Erkenntnisse zu optimieren. Die Materialzusammensetzung der Hafthaare der Marienkäfer ist allerdings so komplex, dass es zurzeit kein Material gibt, mit dem es möglich wäre, sie künstlich nachzubauen. „Die Natur ist uns in diesem Fall sozusagen einen Marienkäferschritt voraus“, schließt Jan Michels und hofft auf die Materialwissenschaftlerinnen und Materialwissenschaftler, die „jetzt an der Reihe sind“.
Originalpublikation:
Evidence for a material gradient in the adhesive tarsal setae of the ladybird beetle Coccinella septempunctata; Henrik Peisker, Jan Michels & Stanislav N. Gorb; Nature Communications 4:1661; doi: 10.1038/ncomms2576 Quelle: idw/CAU (Text: Claudia Eulitz) ¹Das Gecko®-Tape (eine Marke der Firma Gottlieb Binder, Holzgerlingen) ist den Haftmechanismen von Gecko- und Käferfüßen nachempfunden. Die künstlich hergestellte Folie kann immer wieder verwendet werden, löst sich rückstandsfrei und hält sogar auf feuchten, rutschigen Untergründen (Pressemitteilung vom 08.09.2010).
