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Rätselhafte Spezial-Hafthaare von Spinnen

HZG-Doktorandin Silja Flenner wurde auf dem Nutzertreffen der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble mit dem Preis für das beste Poster ausgezeichnet. Ihr Poster zeigt die Nanostruktur kleiner Hafthaare von Spinnenfüßen, untersucht mithilfe von hochenergetischem Röntgenlicht

Silja Flenner

Silja Flenner erklärt ihr Poster. [Foto: ©ESRF/C. Argoud]

Spinnenhärchen haben hervorragende Hafteigenschaften, die es den Tieren ermöglichen, vertikal und kopfüber auf rauen oder glatten Oberflächen zu laufen, während sie ein Vielfaches ihres Körpergewichts tragen. Die Füße sind mit Tausenden von Spezial-Hafthaaren bedeckt, die spatelförmige Spitzen besitzen.

Das Ziel von Silja Flenners Forschung ist es, den Funktionsmechanismus dieser Haare aufzudecken. Dazu hat sie einen auf unter einen Mikrometer fokussierten Röntgenstrahl am vom HZG betriebenen Nanofokus-Messplatz an P03 (PETRA III, DESY) und an der ,,Nanofocus Beamline ID13" der ESRF eingesetzt. In den letzten Experimenten wurden die feinen Hafthaare in situ beim Anhaft- und Abziehvorgang untersucht.

Tasthaar Spinne

Spinnenhaarspitze: Die spatelförmigen Hafthärchen sind deutlich zu erkennen. [Raster-Elektronenmikroskop-Bild: ©Funktionelle Morphologie und Biomechanik, Zoologisches Institut, CAU Kiel/ Benedikt Schulte und Clemens Schaber]

Ihre Forschung könnte zum Beispiel zur Verbesserung der Langlebigkeit und Effizienz von künstlichen Klebebändern oder bei der Entwicklung von Wandkletter-Robotern verwendet werden.

„Es gibt bereits synthetische Kleber, die auf der Haftfähigkeit von Spinnenfüßen basieren, zum Beispiel das sogenannte Gecko-Tape. Die Langlebigkeit dieser synthetischen Produkte liegt jedoch immer noch weit hinter dem, was die Natur erzeugt. In dieser Arbeit versuchen wir herauszufinden, was in der Struktur der Haare diese natürlichen Systeme länger stabilisiert", erklärt Silja Flenner.

„Durch unsere Forschung hat sich unser Blick verändert. Anfangs haben wir die Spitze der Haare betrachtet, heute konzentrieren wir uns auf den Schaft. Wir haben gesehen, dass sich die Struktur des Schaftes ändert, je nachdem, wo sich das Haar auf dem Fuß der Spinne befindet. Wir werden dazu in Zukunft auch Untersuchungen mit Nanotomographie an der HZG-Beamline P05 bei PETRA III durchführen."

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Spinnen besitzen bis zu 2.000 Hafthaare pro Fuß. Hier wurde ein Haar an eine Glasoberfläche angehaftet und dabei die Kraft gemessen. Das Besondere: Es muss extrem viel Kraft aufgewendet werden, damit das Haar wieder von der Oberfläche abgezogen werden kann. So können Spinnen ein Vielfaches ihres Körpergewichts tragen. Video: HZG/Silja Flenner

Zur Person:


Silja Flenner, 26, promoviert im ersten Jahr an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel bei Prof. Martin Müller und arbeitet am Helmholtz-Zentrum Geesthacht in der Abteilung Röntgenbildgebung mit Synchrotronstrahlung. Die Forschung an den Spinnenhafthaaren erfolgt in einer engen Kooperation mit Dr. Clemens Schaber aus der Arbeitsgruppe von Prof. Stanislav Gorb im Zoologischen Institut der Christian-Albrechts Universität zu Kiel (CAU).

Abteilung Röntgenbildgebung und Synchrotronstrahlung: News auf der ESRF-Seite:

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