Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Vibrationssinn der Spinnen

27.10.2011
Spinnen besitzen einen hervorragenden Vibrationssinn, der äußerst empfindlich und an die biologisch wichtigen Signale perfekt angepasst ist.

Dieser Sensibilität liegt eine ausgefeilte Mikromechanik zugrunde, die Clemens Schaber und Friedrich Barth vom Department für Neurobiologie der Universität Wien in Zusammenarbeit mit Stanislav Gorb von der Universität Kiel an der Jagdspinne "Cupiennius salei" sehr präzise untersucht haben. Die Wissenschafter haben Messungen im Mikronewton- und Nanometerbereich durchgeführt. Für die Funktionalität dieser Sensoren beginnt sich auch zunehmend die Industrie zu interessieren. Die Ergebnisse sind aktuell im Journal of the Royal Society Interfacen erschienen.


Ein Weibchen der Spinnenspecies Cupiennius salei mit Beuteinsekt. Foto: Friedrich Barth


Kompression der Spalte des Vibrationssensors bei zunehmender Belastung. Abbildung: Clemens Schaber

Jagdspinnen sind hoch vibrationsempfindliche Tiere, und spielen dabei mit Kakerlaken, die interessanterweise an vorderster Stelle des Speiseplans der Spinnen stehen, in der Liga der Champions. Die untersuchte Spinne "Cupiennius salei" aus der Familie der Bromelienspinnen (Ctenidae) baut keine Netze, sondern lauert in der Dunkelheit auf ihre Beute. Sie wird seit fünfzig Jahren als Modellorganismus für mechanorezeptive Systeme, bei denen ausgeklügelte Mechanismen den Reiz für die Sinneszellen aufbereiten, herangezogen.

Friedrich Barth, emeritierter Professor für Neurobiologie der Universität Wien, hat die Spinne "Cupiennius salei" über Jahrzehnte beforscht. Ihr Beutefangverhalten stützt sich auf die mechanischen Sinne für Vibration und Luftströmungen. Anhand des Reizmusters der Vibrationen und Luftströmungen ist die auf Pflanzen lauernde Spinne in der Lage, ihre Beute – vor allem Insekten – im Sprung aus der Luft zu fangen. Das erfordert ein hohes Maß an Koordination, das durch die Verdrahtung der für die Rezeption zuständigen Nervenzellen biologisch optimal gelöst ist.

Analyse der Mechanorezeption

Schwerpunkt der Forschungsarbeit war die Analyse der grundlegenden Mechanismen bei der Mechanorezeption, der Erforschung der Strukturen und Sinneszellen, die mechanische Kräfte in Nervenerregung umwandeln. Zur Detektion von Spannungen im Exoskelett – dem stabilisierenden Außenskelett – der Spinne dienen über 3.000 Spaltsensillen, membranbedeckte Schlitze in der Cuticula, der Außenhaut der Spinne. Die Spalte sind über das ganze Exoskelett verteilt. "Interessant ist, dass sich die raffiniertesten davon, die lyraförmigen Organe, in denen bis zu 30 hochempfindliche Spalte nahezu parallel angeordnet sind, in der Nähe der Gelenke der acht Beine der Spinne befinden. Wir haben dabei Kräfte im Mikronewton-Bereich und die Verformung der Spalte der lyraförmigen Organe, die zur Auslösung nervöser Signale ausreichen, im Nanometer-Bereich gemessen", erklärt Clemens Schaber.

Die Erforschung von Spinnen ist ein weiteres Mosaiksteinchen für das Verständnis der Evolution und der Diversität der Tiere. Darüber hinaus zeigt sich vonseiten der Hochtechnologie zunehmendes Interesse, bio-inspirierte Sensoren für technische Anwendungen zu entwickeln.

Publikation
Force transformation in spider strain sensors: white light interferometry. Clemens F. Schaber, Stanislav N. Gorb and Friedrich G. Barth. In: Journal of the Royal Society Interface. DOI/10.1098/rsif.2011.0565.
Wissenschaftlicher Kontakt
Mag. Dr. Clemens Schaber
Department für Neurobiologie
Universität Wien
1090 Wien, Althanstraße 14
T +43-1-4277-565 01
M +43-699-811 95 100
clemens.schaber@univie.ac.at
Rückfragehinweis
Mag. Veronika Schallhart
Öffentlichkeitsarbeit
Universität Wien
1010 Wien, Dr.-Karl-Lueger-Ring 1
T +43-1-4277-175 30
M +43-664-602 77-175 30
veronika.schallhart@univie.ac.at

Veronika Schallhart | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at
http://rsif.royalsocietypublishing.org/lookup/doi/10.1098/rsif.2011.0565

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie