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Montag, 29.05.2017
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Spinnen klettern mit Haftseide

Seidendrüsen an den Füßen lassen Spinnenbeine besser haften

Spinnen erzeugen Seide mit Hilfe so genannter Spinnwarzen. Diese Seide setzen die Tiere zum Beutefang, zum Selbstschutz oder zur Fortpflanzung ein. Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat nun entdeckt, dass zumindest die Zebravogelspinne aus Costa Rica auch an ihren Füßen Seide ausscheidet. Die mikroskopisch kleinen Fäden bremsen ihre Rutschbewegung beim Erklimmen steiler Flächen ab. Diese Entdeckung wirft ein neues Licht auf die entwicklungsgeschichtliche Entstehung von Spinnenseide, wie die Forscher nun in Nature berichten.
Zebravogelspinne

Zebravogelspinne

Spinnenfüße verfügen über ein „trockenes“ Haftsystem, welches auf van-der-Waals-Kräften beruht, die von tausenden von spachtelförmigen Härchen generierte werden. Zusätzlich verstärken kleine Klauen die Adhäsion auf rauen Oberflächen, indem sie sich mechanisch mit dem Substrat verzahnen. Ein deutsch-amerikanische Forscherteam hat nun entdeckt, dass die Vogelspinne Aphonopelma seemanni aus Costa Rica einen dritten Haftmechanismus besitzt, welcher durch Fasern erzeugt wird, die von düsenähnlichen Strukturen an ihren Beinen ausgebracht werden. Diese faserartige Sekretion wirkt wie ein seidener Haltefaden und erscheint auf Glasplatten wie ein „Fußabdruck“ aus Dutzenden von Fasern mit einem Durchmesser von 0,2-1,0 Mikrometer und einer Länge von 0,1 bis 2,5 Millimeter.

Viskose Flüssigkeit härtet aus


Diese Seidenfasern beginnen oft mit einer abgeflachten Platte. Diese scheint als viskose Flüssigkeit ausgeschieden zu werden, die den Faden beim Aushärten an das Substrat klebt. Die Funktion und Morphologie der Vogelspinnenseide ähnelt einem von der Spinne Antrodiaetus unicolor über die Spinnwarzen produzierten Haftvermittler sowie der Haftseide, die viele Spinnen zum Ankleben ihrer Halte- oder Wegfäden an das Substrat verwenden.

Die Forscher ließen A. seemanni über eine Glasoberfläche gehen, um ihre Kontaktmechanismen zu beobachten. Als die Spinne nach unten zu gleiten begann, stoppte die von den Drüsen aller vier Beinpaare produzierte Seide das Rutschen und ermöglichten es dem Tier, an der vertikalen Oberfläche haften zu verbleiben. Die Spinnenfüße waren dabei so positioniert, dass die Spinndüsen mit der Glasoberfläche in Berührung kamen, während die dichten Hafthärchen in den angrenzenden Regionen von der Oberfläche gehoben wurden.

Welche Seidendrüsen waren zuerst da?


Die Entdeckung, dass Spinnen ihre Seide als Hafthilfe nutzen können, erfordert eine Neubeurteilung der Evolution von Spinnenseiden. Abhängig von ihrer Verteilung innerhalb der Stammesgeschichte der Spinnen könnte die Seidensynthese an den Beinen den ursprünglichen Zustand repräsentieren, während sich die anderen Spinnwarzen erst später entwickelten. Alternativ - weil die Familie der Vogelspinnen (Theraphosidae) sehr artenreich ist und die größten bekannten Spinnen einschließt - könnte sich die Seidenproduktion an den Beinen auch als eine Schlüsselinnovation zur Verbesserung der Beweglichkeit und zur Vermeidung fataler Stürze unabhängig entwickelt haben.


Erst die Erforschung der an der Seidenproduktion beteiligten Gene wird klären, ob die ursprüngliche Funktion der Spinnenseide darin bestand, die Traktion zu erhöhen, oder ob sie erst später für diesen Zweck optimiert wurde.
(Max-Planck-Institut für Metallforschung, 05.10.2006 - AHE)
 
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