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Marginalia, Physik im Alltag und Naturphänomene

Die Wände hochgehen

Vor kurzem saß eine Schnake auf der Fensterscheibe direkt vor meinem Schreibtisch. Sie hatte eine ästhetisch ansprechende Position eingenommen, in der ihre sechs Beine in fast symmetrischer Anordnung ausgestreckt sind (Foto). Die Gelenke zwischen den einzelnen Gliedern der Beine sind aufgrund der Verdickungen sehr gut zu erkennen. Und die transparenten Flügel stellen die ansonsten kaum zu erkennende schöne Musterung im Tiffany-Stil in eindrucksvoller Weise zur Schau.
Als ich nach längerer Zeit versuchte sie wegzuscheuchen, indem ich in immer hektisch werdender Weise meine Hand von innen annäherte und schließlich sogar an die Scheibe klopfte, rührte sie sich nicht vom Fleck. Erst als ich das Fenster öffnete und nunmehr meine Hand ganz real auf sie zu vewegte, schickte sie sich an fortzuflattern.

Darüber geriet ich ins Grübeln, wie die Schnake und die Insekten überhaupt, es schaffen, scheinbar ohne größere Anstrengung an Wänden und Decken zu ruhen und zu laufen. Diese Frage haben sich die Menschen schon seit Aristoteles gestellt und die verschiedensten Vorstellungen entwickelt. Eine plausible Erklärung konnte erst in den letzten Jahren mit Hilfe modernster Technik gegeben werden*. Demnach verfügen Insekten über unzählige winziger Härchen an den Beinen und Füßen. Die Enden dieser Härchen verhalten sich wie eine zähe Flüssigkeit, sobald sie die Wand berühren. Dadurch werden die Kontaktfläche zwischen Wand und Füßen und damit das Haftvermögen so stark vergrößert, dass die Adhäsion ausreicht das Insekt zu halten. Die Haftkraft funktioniert nicht nur auf glatten Flächen, denn das viskoelastische Fließen der Haarenden füllt mögliche Rauigkeiten der Wand aus, sodass der Kontakt auch hier nicht unterbrochen wird.
Allerdings stellt sich die Frage, wie es die Tierchen schaffen, die feste Verbindung wieder zu lösen, wenn sie sich fortbewegen. Es wird vermutet, dass sie die Hafthärchen seitlich wegziehen, ähnlich wie man ein Klebeband abzieht.
Natürlich wird an eine technische Ausnutzung dieser Befunde gedacht. Die Hoffnung, dass Menschen dereinst wie Spiderman an den Wänden hochlaufen könnten, muss allerdings stark gedämpft werden. Denn aufgrund der sogenannten Flächen-Volumen-Relation benötigen kleine Tiere wesentlich geringere Haftkräfte pro Körpermasse als Menschen.


*  T. Eimüller et al. Terminal contact elements of insect attachment devices studied by transmission X-ray microscopy. The Journal of Experimental Biology 211 (2008) 1958-1963

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Diskussionen

17 Gedanken zu “Die Wände hochgehen

  1. Das mit der „Härchenwolke“ war mir bekannt, aber nicht das Lösen durch explizites wegziehen. Ich hatte mich immer gefragt, ob in mikrovertiefungen durch Lösung Verluste entstehen. Abrieb sozusagen.
    Wenn dem so wäre, wäre es bei einem Bündel von abertausend Haaren nicht so schlimm.

    Verfasst von kopfundgestalt | 5. September 2020, 00:15
  2. erstaunliche Natur, immer wieder.

    Verfasst von gkazakou | 5. September 2020, 00:47
  3. Ich habe übrigens kürzlich, als ich die abgesoffene Motte rettete, zugeschaut, wie sie mit der Rückseite des Körpers am Lampenfuß klebte und sich nicht lösen konnte. So als wäre sie festgeklebt. Ich half ihr dann auf die Beine.

    Verfasst von gkazakou | 5. September 2020, 00:50
    • Etwas Ähnliches habe ich gestern bei Schmetterlingen festgestellt, die sich mit zusammengeklappten Flügeln in einer lange nicht benutzten Feuerschale wohl in einen längeren Ruhezustand begeben haben. Weil ich die Feuerschale benutzen wollte (ja es wird hier abends schon etwas kühler), sie sich nicht verscheuchen ließen, packte ich sie an den Flügeln und wollte sie vorsichtig abziehen. Sie klebten mit den Füße so fest auf der Unterlage, dass ich Angst hatte, ihnen die Beine auszureißen. Mit großer Mühe schaffte ich es dann, sie zu „wecken“. Aber sie flogen nur zwei Meter weiter und ließen sich im Gras nieder. Ich fand darin eine Bestätigung, dass zum Abheben der Füße ein Trick angewendet werden muss, der die Wachheit der Sinne voraussetzt.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 5. September 2020, 09:36
      • Elektrostatik?!

        Verfasst von kopfundgestalt | 5. September 2020, 13:28
      • … Geckos haften per Elektrostatik

        Verfasst von kopfundgestalt | 5. September 2020, 13:29
      • Ja, die spielen neben Van-der-Waals-Kräften und der trockenen Adhäsion (wie bei den Insekten) auch eine Rolle. Ich denke, die Forschung ist hier noch nicht am Ende.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 5. September 2020, 14:16
      • Ich vermute eher Adhäsion wie in der oben genannten Forschungsarbeit herausgefunden wurde. Beiträge der Elektrostatik glaubt man bei den wesentlich schwereren Geckos gefunden zu haben.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 5. September 2020, 14:20
      • Das Merkwürdige war, dass die Motte mit der Rückseite ihrer Flügel und des Körpers wirklich an der schrägen Fläche des Lampeenfußes festgeklebt zu sein schien. Eigentlich hätte sie bei all dem Gezappele runterfallen müssen. Tat sie aber nicht. Daher dachte ich, dass vielleicht Elektromagnetisches im Spiel war. Die Lampe stand übrigens unter Strom, und die Motte war sicher noch feucht, denn ich hatte sie ja aus meinem Weinglas gefischt. .

        Verfasst von gkazakou | 5. September 2020, 14:52
      • Toll wie du deine Rettungsaktion auch noch für biologische Studien nutzt. Ich vermute, dass wie schon oben gesagt, dass die Tierchen einen Trick zum Lösen der Fixierung anwenden. Wenn das gestört ist – durch Schlaf oder andere Beeinträchtigungen wie bei deiner Motte – bleiben sie einfach haften.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 5. September 2020, 18:50
  4. Bionik ist ein faszinierendes Gebiet!
    Herzliche Morgengrüße vom Lu

    Verfasst von finbarsgift | 5. September 2020, 07:15

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