Metall macht Muschelmuskel hart

Kalifornischen Forschern ist es gelungen, das Geheimnis um die Widerstandskraft der Byssusfäden – das sind jene Fäden, mit denen sich die Tiere an Felsen haften – zu klären.

Nach Angaben der Materialforscher um Herbert Waite von der University of California in Santa Barbara sind dafür Metalle verantwortlich, die diesen Fäden ihre unglaubliche Stärke verleihen. Die Erkenntnis soll dabei helfen, neue Werkstoffe für medizinische und industrielle Anwendungen zu konzipieren, die sich an den Byssusfäden orientieren.

Während viele Muschelarten nur als Jungtiere Byssus produzieren, gibt es einige, bei denen dies zeitlebens geschieht. So etwa die Miesmuschel, die in Kolonien an Felsen oder Pfählen in der Brandungszone leben. Am Ende des kräftigen Fußes der Muschel befindet sich die Byssusdrüse, die den Faden produziert. Mit diesem haften sich die Muscheln an Felsen, Pfähle oder auch Bauwerke. „Den Byssus kann man sich als ein Bündel extrakorporaler Sehnen vorstellen, die aus einer Drüse in der Nähe des Muschelfusses heraustreten. Er besteht aus der Adhäsionsplaque, der starren Faser und einer Schutzbeschichtung, die sich über seine gesamte Länge erstreckt“, so Klaus Rischka vom Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, IFAM im pressetext-Interview. Die Materialforscher in Bremen interessieren sich insbesondere für den Klebstoff des Byssus.

„Der Byssus haftet zum Beispiel an Glas, Holz, Plexiglas, Teflon, Zähnen und Knochen“, so der Forscher. Das mache ihn auch für die Wissenschaft so interessant. Die IFAM-Forscher haben wesentliche Strukturelemente aus dem Byssus entnommen, sie anschließend synthetisiert und dann mit bekannten Klebstoffen verbunden. „Wir sind daran interessiert Synergien aufzubauen, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erhalten“, so Rischka. „Im Rahmen des Miesmuschel-Projekts wird in einem interdisziplinären Forschungsvorhaben ein medizinischer Klebstoff entwickelt“, erklärt der Wissenschaftler. „Weiterhin arbeiten wir zusammen mit Janak von Byern von der Universiät Wien an einem Sekret eines Salamanders, das auch interessante Klebeigenschaften besitzt.“

Bisher haben die Forscher nur sehr wenig über die chemischen Mechanismen gewusst, die den Muscheln diese Fäden geben und die sowohl hart als auch dehnbar sind. In Versuchen konnten die kalifornischen Wissenschaftler nun nachweisen, dass beim Weglassen der Metalle Eisen und Kalzium aus der Byssus-Schutzschicht der Faden um die Hälfte weniger hart war. Das bedeutet, dass diese beiden Metalle eine Schlüsselrolle für die einzigartige Struktur spielen müssen.