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Rankenfußkrebs Tierischer Superkleber

Ein Meereskrebs produziert eine Substanz mit enormem Haftvermögen. Die Eigenschaften des natürlichen Klebstoffs seien laut Wissenschaftler "einzigartig".

Eine erwachsene Dosima hat Klebeschaum produziert und hängt nun fest an einem Stück Treibholz. Foto: ingo grunwald/Universität Wien

Es war ein klassischer Zufallsfund – und ein Glücksfall für die Forschung: Während seines Urlaubs an der dänischen Nordsee entdeckte ein deutscher Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts im Treibsand zu seinen Füßen sonderbare Tierchen: Meereskrebse mit langen dünnen, vielgliedrigen Beinen, die sich so fest an Plastik, Metall und andere Gegenstände geheftet hatten, dass es unmöglich war, sie davon loszukriegen. Das Interesse des Forschers war geweckt: Über welche Struktur, welche chemische Zusammensetzung und welche Eigenschaften der Klebstoff wohl verfügte, den diese kleinen Tiere da fabrizierten? Die Idee blieb mehr als eine Urlaubslaune: Ein Team von Wissenschaftlern aus Deutschland, Österreich und Irland machte sich daran, den Kleber und seinen tierischen „Hersteller“ zu untersuchen. Federführend beteiligt sind die Fakultät für Lebenswissenschaften der Universität Wien und das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung in Bremen.

Bei den Produzenten des wundersamen Klebstoffs handelt es sich um Rankenfußkrebse der Art „Dosima fascicularis“. Diese Tiere besitzen keine Gliedmaßen, ihr Körper ist kurz und gedrungen, sie leben im und am Wasser. Unter der Leitung der Biologin Waltraud Klepal durchleuchteten Wiener Lebenswissenschaftler den Meereskrebs bis in seine einzelnen Zellen. Unter anderem wurden die Tiere im Computertomografen gescannt, um bestimmen zu können, welche Drüsen den biologischen Kleber bilden und wo sie sitzen, welche ausleitenden Gänge und Poren es gibt, die in anschließend ins Meerwasser absondern.

Auch andere Meerestiere sind in der Lage, klebrige Stoffe zu produzieren, in der Fachsprache werden die klebrigen Stoffe als Zement bezeichnet. Diese Substanzen unterscheiden sich jedoch in mehreren Eigenschaften wesentlich vom „Superkleber“ des untersuchten Rankenfußkrebses, wie die Forscher herausfanden. Von der Konsistenz her handelt es sich um ein schaumartiges Hydrogel, das die Tiere in reichlichen Mengen produzieren. Diese Substanz, erklärt Waltraud Klepal, habe eine Doppelfunktion: Die Rankenfußkrebse verwenden sie demnach nicht nur als Klebstoff, sondern auch als eine Art Floß. Auf diese Weise werden die an und für sich festsetzenden Tiere mit Hilfe des Kleber mobil, sie können sich so auch andere Lebensräume erschließen. „Das Floß entsteht dann, wenn sich Dosima als Larve zum Beispiel an einem kleinen Stück Seegras festheftet und als erwachsenes Tier dieses mit Zement umschließt“, erklärt Waltraud Klepal. Das Floß kann dabei einen Durchmesser von bis zu drei Zentimetern erreichen, wobei sich seine Größe jeweils an die des Krebses anpasst.

Abgesondert wird der Kleber über Poren an den Antennen und danach über einen Stil des bei diesem Prozess auf dem Kopf stehenden Tieres. Dabei bilde sich ein „Ball“ konzentrischer Schichten, der innen aus elastischen Blasen besteht, erklärt die Biologin: „Wenn Dosima wächst, öffnen sich immer neue Porten an dem weichen, flexiblen Stiel, um nicht im eigenen Klebstoff zu ersticken.“ Wie die Wiener Forscher außerdem feststellten, bildet jede Drüsenzelle einen eigenen Kanal, um den Kleber auszuleiten.

Klebstoff "einzigartig"

Wissenschaftler des Bremer Fraunhofer-Instituts nahmen sich den biochemischen Aufbau des Zements vor: Dieser besteht zu 92 Prozent aus Wasser, der Rest setzt sich aus Proteinen und Kohlenhydraten zusammen, deren Art und Menge sich von der ähnlicher Substanzen anderer Tiere unterscheidet. So fehlten bei Dosima fascicularis die Disulphidbrücken, die bei anderen Meerestieren für die Stabilität und Unauflöslichkeit klebriger Stoffe mitverantwortlich ist. Die Wissenschaftler vermuten, dass das Gas in den Blasen aus Kohlendioxid entsteht, das entweder als Nebenprodukt des Stoffwechsels der Tiere oder beim Kontakt mit dem Meerwasser gebildet wird.

Auf jeden Fall sei diese Substanz als natürlicher Klebstoff „bisher einzigartig“, sagt Waltraud Klepal. So sei das Sekret nicht nur extrem haftfähig, sondern auch elastisch, aufgrund seiner porösen Struktur verfüge es zudem über eine stoßdämpfende Wirkung. Das mache den Stoff zu einem „vielversprechenden Kandidaten für Medizin und Technik, In der Orthopädie etwa könnte er als eine Art Dämpfungskissen dienen, etwa als Bandscheibe eingesetzt werden, stellt sich die Wissenschaftlerin vor. Das Material sei auch deshalb ideal, weil es keine Giftstoffe enthalte.

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