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Physik im Alltag und Naturphänomene

Tropfenvorhänge im Spinnennetz

Hier hat die Spinne sich einiges eingefangen, auf das sie vermutlich keinen großen Wert legt – Tautropfen. Dadurch ist das Netz einigermaßen durcheinander gebracht worden, indem  einige Abschnitte des spiralförmigen Fangfadens* mitbenachbarten „verklebten“ und damit relativ große Durchfluglöcher für potenzielle Beutetiere geschaffen wurden. Für mich ist es allerdings ein richtiger Hingucker: Im Licht der Sonne vor dem frisch grünen Hintergrund sind diese Symmetriebrüche eher eine ästhetische Bereicherung.
Schaut man sich die Tropfen genauer an, so stellt man fest, dass es kleine und große Tropfen gibt. Die großen Tropfen hängen an mehreren miteinander verklebten Fäden. Auf den ersten Blick sieht es so aus, als habe die Schwere der Tropfen zum Durchhang der Fäden und damit zu der Vereinigung geführt. Dagegen spricht jedoch die Tatsache, dass die ungestörten Fäden straff gespannt sind und keine Anzeichen eines Durchhangs aufweisen.
Vielmehr ist davon auszugehen, dass Störungen, z.B. der Einfluss von Windböen, bewirkt haben, dass benachbarte Fäden in Berührung gekommen sind und sich die anhaftenden Tropfen vereinigt haben. Dahinter steckt wieder einmal der 2. Hauptsatz der Thermodynamik, wonach die Natur bestrebt ist, unter den gegebenen Umständen stets so viel Energie wie möglich an die Umgebung abzugeben. In diesem Fall kann durch die Vereinigung mehrerer kleiner Tropfen zu einem großen Grenzflächenenergie abgegeben werden. Denn die Gesamtoberfläche mehrerer kleiner Kugeln ist größer als die Oberfläche der aus den kleinen Kugeln summierten großen Kugel.
Das legt die Frage nahe, warum die kleinen Wassertröpfchen auf einem Faden sich nicht zu einer einzigen Kugel zusammentun, sondern den gegenseitigen Abstand wahren.
Schaut man sich die Fangfäden eines Spinnennetzes unter dem Mikroskop an, so zeigen sich auf den Fäden kleine Klebetropfen in nahezu äquidistanten Abständen. Das wässrige Material, aus dem die Klebetropfen bestehen, ist sehr hydrophil (=wasserliebend). Wasserdampf der Luft wird also vornehmlich an diesen Stellen kondensieren. Und wenn es zur Kondensation an anderen Stellen kommen sollte, werden sich diese Tröpfchen nach dem Motto: „Die Großen fressen die Kleinen“ zu den Klebetröpfchenknoten hinbewegen, sodass das periodische Muster durch wachsende Tröpfchen auch mit bloßem Auge erkennbar wird. Werden die Tropfen schließlich so groß, dass sie sich berühren, kommt es zu einer Vereinigung, wodurch ein noch größerer Tropfen entsteht. Die Zwischenräume zwischen den großen Tropfen werden von möglicherweise neu kondensierenden kleinen Tropfen besetzt, bis diese dann auch in der einen oder anderen Richtung den großen Tropfen entgegenstreben.
Warum die Fangfäden einerseits trotz der Tropfenlast straff bleiben aber andererseits im Falle der „Verklebung“ mit benachbarten Fäden erheblich gedehnt werden können, verdankt sich einer raffinierten Elastizität der Fäden, wie an früherer Stelle bereits ausgeführt wurde.


*Der Fangfaden wird von der Spinne spiralförmig mit den Radialfäden, die gewissermaßen die Speichen des Spinnenrads ausmachen, verknüpft und ist mit unsichtbar kleinen Klebetröpfchen versehenen.

 

 

 

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Diskussionen

4 Gedanken zu “Tropfenvorhänge im Spinnennetz

  1. So intensiv habe nich noch kein Spinnennetz angeschaut.

    Verfasst von ab nach Hause | 27. August 2019, 16:14

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