Bannerbild (Quelle: SWR – Screenshot aus der Sendung) (Foto: SWR – Screenshot aus der Sendung)

total phänomenal · Tiere

Klebekünstler | Hintergrund

STAND

Van-der-Waals-Kräfte

In chemischen Verbindungen kommen verschiedene Bindungskräfte vor. Ein Beispiel dafür sind die Van-der-Waals-Kräfte. Es sind sehr schwache Wechselwirkungen zwischen Teilchen. Die Ursache der Van-der-Waals-Kräfte liegt in der ungleichen Verteilung von Ladungen in der Elektronenhülle von Molekülen. Man kann außerdem davon ausgehen, dass die Verteilung der Elektronen in Molekülen und Atomen zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedlich ist. Atome und Moleküle bilden Dipole aus, die nicht von langer Dauer sind. Kommen Atome einander nahe, so erfolgt eine Ladungsverschiebung. Erfolgt diese Ladungsverschiebung in beiden Atomen in die gleiche Richtung und unterschreiten die Atome einen bestimmten Abstand, dann wirken Anziehungskräfte. Der negativ polarisierte Teil wird dabei vom positiv polarisierten Teil des zweiten Atoms angezogen.

Schematische Darstellung der Van-der-Waals-Kräfte: Zwei Atome (blau dargestellt) mit positiver und negativer Polarisierung (mit kleinen gelben Kugeln dargestellt). (Foto: Martina Frietsch)
Modell: Van-der-Waals-Kräfte Martina Frietsch

Symbiose

Unter Symbiose versteht man das enge Zusammenleben zweier Arten, wobei beide Partner Nutzen daraus ziehen. Ein typisches Beispiel für Symbiose ist die Mykorrhiza. Myhorrhiza heißt übersetzt „Pilzwurzel“. Zirka 90 Prozent aller Pflanzenarten können eine Mykorrhiza ausbilden. Hierbei handelt es sich um Verbindungen zwischen Samenpflanzen und Pilzen. Dabei werden die Pflanzenwurzeln von den Pilzhyphen umsponnen und dringen manchmal sogar in die Rindenzellen ein. Während der Pilz die von der Pflanze durch Fotosynthese produzierten organischen Verbindungen benötigt, bekommt die Pflanze Mineralsalze und Wasser, die der Pilz aus dem Boden aufnimmt. Eine sehr spezielle Form der Symbiose besteht zwischen einer Wanzenart und der Wanzenpflanze.

Diese fängt mit dem harzigen Sekret ihrer tentakelähnlichen Härchen Insekten, die jedoch von der Pflanze nicht selbst verdaut werden können. Dies wird von den mit ihr symbiontisch lebenden Wanzen erledigt, die so beim Beutefang unterstützt werden. Die Ausscheidungen der Wanzen werden von der Pflanze als Dünger benutzt. Die Mineralstoffe können direkt über ihre Blätter aufgenommen werden.

Wurzelstück, das von einem rötlich-brauen Pilz umsponnen ist. An der Oberfläche sind ein dünner weißer Flaum und einige Spinnweben-artige Fäden zu sehen. (Foto: www.biomedcentral.com)
Pilzwurzel umspinnt eine Pflanzenwurzel www.biomedcentral.com Bild in Detailansicht öffnen
Eine Wanze läuft unbehelligt auf einer Wanzenpflanze SWR – Screenshot aus der Sendung Bild in Detailansicht öffnen

Alle Themen zum Schwerpunkt total phänomenal · Tiere

Klebekünstler

Die glatte Wand hochgehen: Geckos können das! Fliegen laufen kopfüber von der Decke hängend. An Spinnennetzen und fleischfressenden Pflanzen bleiben selbst große Insekten kleben. Welche Patente stecken hinter diesen phänomenalen Haftkräften? Das versuchen Wissenschaftler am Max-Planck-Institut in Stuttgart-Vaihingen zu ergründen. Sie sind den mikroskopischen Strukturen an den Füßen der Klebekünstler auf der Spur und entwickeln technische Anwendungen nach dem Vorbild der Natur. Wie die Haftorgane beschaffen sind und wie sie funktionieren, zeigen 3D-Animationen. Extreme Zeitlupenaufnahmen lassen erkennen, dass an der Kannenpflanze selbst der beste Insektenfuß keinen Halt mehr findet. Auch wird erst in der Verlangsamung deutlich, wie Geckos ihre phänomenale Haftkraft bei Bedarf wieder aufheben können.

Planet Schule: Total phänomenal - Klebekünstler WDR Fernsehen

Saugstark

Saugnäpfe sind überall – an der Badematte ebenso wie an der Halterung für das Navigationssystem im Auto. Auch in der Industrie nutzt man das Prinzip, mittels Unterdruck Teile anzuheben oder vorübergehend zu fixieren. Was wir aber erst seit wenigen hundert Jahren können, hat die Natur schon seit Jahrmillionen im Programm. So finden sich selbst im Badesee saugstarke Kreaturen: Die Männchen des Gelbrandkäfers heften sich mit ihren ganz besonderen Füßen an die Panzer der Weibchen, um sie zu begatten. Blutegel lassen sich nur schwer von ihren Opfern abschütteln. Noch raffiniertere Mechanismen finden sich im Meer: Manche Fische hängen sich dank einer Saugplatte an größere Tiere und lassen sich von ihnen durch die Ozeane ziehen. Kraken besitzen tausende Saugnäpfe und können die Erzeugung von Unterdruck in jedem einzelnen dieser Saugnäpfe gezielt steuern. Forscher am Max-Planck-Institut in Stuttgart-Vaihingen studieren all diese tierischen Saugmechanismen. Ihre Forschungsergebnisse liefern wichtige Ansatzpunkte für entsprechende technische Umsetzungen.

Planet Schule: Total phänomenal - Saugstark WDR Fernsehen

Winzlingen auf der Spur

Um mysteriöse Todesfälle aufzuklären, braucht man kriminalistischen Spürsinn und ein gutes Mikroskop. Das Instrument gewährt uns Einblicke in einen Mikrokosmos, der dem menschlichen Auge verborgen bleibt. Der Kriminalbiologe Mark Benecke hofft, in diesem Mikrokosmos Hinweise auf Todeszeit oder Todesumstände eines Opfers zu finden. Seine „Zeugen“ sind Insekten, die er an und in Leichen findet und die er mithilfe des Mikroskops genau untersucht und bestimmt. Damit ist er dem Täter auf der Spur!

Planet Schule: Total phänomenal - Winzlingen auf der Spur WDR Fernsehen

STAND
AUTOR/IN
Planet Schule