Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Spinnenantrieb mit Muskeln und Hydraulik

06.03.2012
Biologe der Uni Jena präsentiert neue Erkenntnisse über die Fortbewegung von Spinnen

Bagger, Gabelstapler, Aufzüge, Spinnen – sie alle haben eins gemeinsam: Sie nutzen Hydraulik, um sich zu bewegen. Doch während bei Maschinen der Mensch die Techniken entwickelt hat, sind Spinnenbeine von der Natur mit Hydraulik ausgestattet. Sie ist dafür zuständig, dass sich das Spinnenbein nach einer Beugung wieder streckt.

Denn anders als etwa bei Säugetieren haben Spinnen in wichtigen Beingelenken keine Muskulatur, die das übernehmen kann. Stattdessen pumpen die Tiere mit hohem Druck Hämolymphe, d. h. ihr bläuliches Blut, durch Kanäle in die Beine. Seit den 1950er Jahren des letzten Jahrhunderts gingen Wissenschaftler davon aus, dass dieser Mechanismus auch entscheidend für den Antrieb der Tiere ist, vor allem in den Hinterbeinen, die sich bei der Fortbewegung ausschließlich strecken.

Jetzt haben Wissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena herausgefunden, dass das Hydraulik-Prinzip nicht von allen Spinnen gleichermaßen eingesetzt wird. Ihnen war aufgefallen, dass eine große südamerikanische Laufspinne besonders das hintere Beinpaar beansprucht, wenn sie zum Sprung ansetzt. „Diese beiden Beine, die beim Sprung sehr stark zur Bewegung beitragen, werden doch durch Muskeln gestreckt“, sagt Dr. Tom Weihmann vom Lehrstuhl für Bewegungswissenschaft des Instituts für Sportwissenschaft der Universität Jena. „Allerdings befindet sich diese Muskulatur in der Hüfte, denn in den Beinen selbst gibt es keine streckende Muskulatur.“ Diese Muskeln drücken den Oberschenkel nach unten und strecken damit das Bein. Hydraulik spielt hierbei keine Rolle.

Der Biologe hat die Bewegungen der südamerikanischen Laufspinne „Ancyclometes concolor“ genauestens beobachtet. Er ließ die handtellergroßen Tiere über eine äußerst empfindliche Kraftmessplatte laufen, die bereits minimale Bodenkräfte erkennbar macht. Dabei filmte der Jenaer Forscher Laufbewegungen und Sprünge der Spinnen. „Wir haben die Tiere erschreckt, damit sie sehr schnell beschleunigen und möglichst große Kräfte aufwenden“, erklärt Weihmann. „Durch den Vergleich von Kraftvektor und Beinstellung konnten wir erkennen, dass die Kraft zur Beinstreckung von der Hüfte ausgeht.“

Seine Forschungsergebnisse, die er im Journal of Experimental Biology (http://jeb.biologists.org/content/215/4/iii) veröffentlicht hat, liefern grundlegende Informationen über die Fortbewegung großer Spinnen und ändern die Sicht der Wissenschaft auf die einzigartige Funktionsweise der Beine dieser Tiere. Da hydraulische Antriebe traditionell einen hohen Stellenwert bei technischen Anwendungen haben, können die neuen Erkenntnisse auch interessant für Ingenieure sein. Obwohl Spinnen eine beliebte Vorlage für Roboter sind, haben die meisten spinnenähnlichen Roboter bisher nicht mehr mit den Tieren gemein als ihre äußere Gestalt. Ausgestattet mit spinnenähnlichen hydraulischen Beinen und entsprechender Bein-Koordination sollten die mehrbeinigen Laufmaschinen noch deutlich leistungsfähiger werden, meint Weihmann.

Kontakt:
Dr. Tom Weihmann
Institut für Sportwissenschaft der Universität Jena
Seidelstraße 20, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 945713
E-Mail: tom[at]uni-jena.de

Sebastian Hollstein | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de/
http://jeb.biologists.org/content/215/4/iii

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Entzündung weckt Schläfer
29.03.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Rostocker Forscher wollen Glyphosat „entzaubern“
29.03.2017 | Universität Rostock

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten