Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Die Wasserspinne und ihre Taucherglocke

nächste Meldung

Wasserspinnen (Argyroneta aquatica) verbringen ihr gesamtes Leben unter Wasser und kommen nur an die Oberfläche, um ihre Taucherglocke mit frischer Luft zu befüllen. Bisher wusste niemand, wie lange die Spinnen untergetaucht bleiben können.

Argyroneta aquatica frisst Fliege
Foto: Stefan K. Hetz

Argyroneta aquatica
Foto: Stefan K. Hetz

Roger Seymour, von der University of Adelaide, und Stefan Hetz, Wissenschaftler am Institut für Biologie der Humboldt-Universität zu Berlin, fanden durch Messung des Sauerstoffgehalts heraus, dass die Wände der Taucherglocke sich wie eine physikalische Kieme verhalten. Die Wasserspinnen müssen nur einmal am Tag kurz an die Oberfläche kommen und die Luft in der Taucherglocke ergänzen. Die Untersuchung der beiden Wissenschaftler, wie Wasserspinnen mithilfe ihrer Taucherglocke den zur Atmung benötigten Sauerstoff aus dem Wasser gewinnen, ist in The Journal of Experimental Biology veröffentlicht.

Schaut man in einen Tümpel, so fallen die vielen unterschiedlichen Insektenarten auf, die sich an das Leben im Wasser angepasst haben. Den Spinnen ist dies nur bei einer Art, der Wasserspinne, gelungen. Diese wird im älteren deutschen Sprachgebrauch aufgrund ihrer silbrig erscheinenden Behaarung auch als „Silberspinne“ bezeichnet. Diese Behaarung dient zum Festhalten einer Luftblase, die dazu verwendet wird, eine Taucherglocke, die zwischen Wasserpflanzen mithilfe von Spinnseide errichtet wird, mit Luft von der Oberfläche zu befüllen. In dieser Taucherglocke verbringen die Spinnen ihr gesamtes Leben, selbst der Eikokon wird mit in diese Taucherglocke integriert. „Leider werden die Biotope, in denen sich diese Spinne finden lässt, immer seltener“, berichtet Stefan Hetz. Nachdem die nötigen Genehmigungen zum Fang der geschützten Tiere eingeholt waren, hatten die beiden Forscher im Fluss Eider Erfolg. Zurück im Labor reproduzierten sie die Umweltbedingungen im warmen stehenden und pflanzenreichen Wasser, um herauszufinden, wie viel Sauerstoff die Spinnen an einem warmen sonnigen Tag verbrauchen und welche Rolle die Taucherglocke dabei spielt.

Nachdem die Spinnen bereitwillig ihre glänzenden Taucherglocken errichtet hatten, wurden winzige Sauerstoffsensoren, sogenannte Optoden, vorsichtig in den Luftraum versenkt. Die Tiere fühlten sich von den Sensoren nicht belästigt, und so konnten die Veränderungen des Sauerstoffgehalts problemlos gemessen werden. Indem die Taucherglocken mit der Spinne als Respirometer verwendet wurden und durch Zugabe von genauen Volumina von Stickstoff oder Sauerstoff der Inhalt der Taucherglocke bestimmt wurde, fanden die Forscher heraus, dass die Wand der Taucherglocke genug Sauerstoff durchlässt, um den geringen Sauerstoffbedarf der Spinne zu decken. Die Spinne kann ruhig auf vorbeikommende Beute warten. Das Volumen der Taucherglocke nimmt aber ab, weil sich der Stickstoff aus der Blase im umgebenden Wasser löst, was die Spinne dazu veranlasst, an der Oberfläche neue Luftblasen zum Befüllen der Taucherglocke zu holen. Anders als in älterer Literatur dargestellt ergab sich aus den Messungen und Berechnungen der Forscher überraschend, dass dieses Verhalten nur einmal am Tag nötig ist. „Es ist demnach ein Vorteil für die Spinnen, nur einmal am Tag an die Oberfläche zu kommen und damit den größten Teil der Zeit für Fressfeinde unauffällig in der Taucherglocke sitzen zu können“, erklären die Forscher.

Seymour, R. S. and Hetz, S. K. (2011). The diving bell and the spider: the physical gill of Argyroneta aquatica. J. Exp. Biol. 214, 2175-2181.

http://jeb.biologists.org/content/214/13/2175.abstract

Constanze Haase | idw
Weitere Informationen:
http://www.activetouch.de/index.php?id=38
http://www.hu-berlin.de

nächste Meldung

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...