Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biomechanik: Wie Insekten an Oberflächen haften

15.11.2000


... mehr zu:
»Ameise »Biomechanik »Insekt »Ökologie
Manche Ameisen können sich mit so extremen Haftkräften an glatten Oberflächen festhalten wie sonst kein anderes Insekt - diesen Weltrekord hat Dr. Walter Federle vom Biozentrum der Universität Würzburg im Sommer
2000 publik gemacht. Nun will der Zoologe weiter erforschen, wie Insekten an Pflanzenoberflächen haften. Dafür hat er ein Stipendium von der Deutschen Forschungsgemeinschaft erhalten, das ihm die Leitung einer selbstständigen Nachwuchsgruppe ermöglicht.

Dr. Federle trachtet danach, Biomechanik und Ökologie miteinander zu verbinden. Sein Projekt hat zudem einen anwendungsbezogenen Hintergrund, denn die Strukturen und Funktionsprinzipien aus der Natur können als Vorbilder für innovative technische Entwicklungen dienen.

So ist der Laufvorgang bei Insekten zum Beispiel für die Entwicklung von beweglichen Robotern von großem Interesse. Hierbei ist neben der Steuerung der Motorik und der Reaktion auf die Außenwelt auch die Herstellung möglichst stabiler Reibungs- oder Haftkontakte auf verschiedenen Oberflächen wichtig. Was den letzten Punkt angeht, so können viele Insekten als "evolutionär optimierte Vergleichsmodelle" betrachtet werden: Sie besitzen eine Haftfähigkeit auf glatten und rauen Oberflächen sowie eine erstaunliche Fähigkeit, die Haftkraft nach Bedarf zu kontrollieren. Sie haben Haftorgane, die sich an die Oberflächenbeschaffenheit anpassen können, und nutzen zudem einen einfachen Bewegungsmechanismus.

Dr. Federle: "Keine technische Hafteinrichtung kann bislang vergleichbare Eigenschaften erreichen. Doch trotz dieses Potenzials sind die Bewegungsmechanismen, mit denen Insekten stabile, aber auch schnell wieder lösbare Haftverbindungen herstellen können, immer noch unbekannt." Daher will der Würzburger Wissenschaftler im ersten Teil seines Forschungsvorhabens den Haftmechanismus experimentell-physikalisch aufklären. Außerdem sollen Bau und Funktion der Insektenhaftorgane und deren Bewegungsmechanismen analysiert werden.

Für später ist vorgesehen, das Projekt in einen breiten ökologischen Kontext zu stellen. Dr. Federle will dann die Biomechanik von ausgewählten Insekten-Pflanzen-Wechselbeziehungen untersuchen. Denn die Fähigkeit von Insekten, auf glatten Oberflächen zu haften, stellt eine grundlegende Anpassung an das Leben auf Pflanzenoberflächen dar.

Viele Pflanzenarten verfügen über spezielle Oberflächen, die selbst für Insekten mit Haftorganen nur schwer begehbar sind. Sie sind entweder klebrig durch Drüsenhaarsekrete, schmierig durch flüssige Gleitfilme oder besonders rutschig durch einen Wachsüberzug. Mit letzterer Strategie arbeiten viele tropische Macaranga-Bäume, für die sich Walter Federle besonders interessiert. Nur ganz bestimmte Ameisen, die sich auf eine Partnerschaft mit diesen Bäumen spezialisiert haben, können sich mühelos auf den rutschigen Oberflächen festhalten und fortbewegen.

Dieses Beispiel zeigt laut Dr. Federle die Vorteile der Kombination von Biomechanik und Ökologie auf: Würde man die Biomechanik des Systems Macaranga-Wachsläufer nicht kennen, dann bliebe die Ökologie vieler Pflanzen- und Ameisenarten vollkommen unverständlich. Andererseits sei erst durch die ökologische Analyse ein neuartiger, biomechanischer Mechanismus von allgemeinem Interesse zugänglich geworden. Durch den Vergleich der Wachsläufer mit anderen Ameisen, denen diese Fähigkeit fehlt, könnten Erkenntnisse gewonnen werden, die einem rein biomechanisch arbeitenden Experimentator unzugänglich wären.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt die Arbeiten von Dr. Federle im Rahmen ihres Emmy Noether-Programms. Dieses soll laut DFG besonders qualifizierten Nachwuchswissenschaftlern einen Weg zur frühen wissenschaftlichen Selbstständigkeit eröffnen. Dazu wird es den Geförderten unmittelbar nach der Promotion ermöglicht, einen Forschungsaufenthalt im Ausland zu absolvieren und dann eine eigenverantwortliche Forschungstätigkeit im Inland zu beginnen, die mit der Leitung einer eigenen Nachwuchsgruppe verbunden ist. Letzten Endes sollen die jungen Wissenschaftler so die Voraussetzungen für eine Berufung als Hochschullehrer erlangen.

Weitere Informationen: Dr. Walter Federle, T (0931) 888-4318, Fax (0931) 888-4309, E-Mail: federle@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw

Weitere Berichte zu: Ameise Biomechanik Insekt Ökologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Türsteher im Gehirn
06.08.2020 | Institute of Science and Technology Austria

nachricht Peptide: Forschungs-Erfolg mit den kleinen Geschwistern der Proteine
06.08.2020 | Hochschule Coburg

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: Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

Eine entscheidende Ergänzung zum Stanzen von Kontakten erarbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT. Die Aachener haben im Rahmen des EFRE-Forschungsprojekts ScanCut zusammen mit Industriepartnern aus Nordrhein-Westfalen ein hybrides Fertigungsverfahren zum Laserschneiden von dünnwandigen Metallbändern entwickelt, wodurch auch winzige Details von Kontaktteilen umweltfreundlich, hochpräzise und effizient gefertigt werden können.

Sie sind unscheinbar und winzig, trotzdem steht und fällt der Einsatz eines modernen Fahrzeugs mit ihnen: Die Rede ist von mehreren Tausend Steckverbindern im...

Im Focus: ScanCut project completed: laser cutting enables more intricate plug connector designs

Scientists at the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT have come up with a striking new addition to contact stamping technologies in the ERDF research project ScanCut. In collaboration with industry partners from North Rhine-Westphalia, the Aachen-based team of researchers developed a hybrid manufacturing process for the laser cutting of thin-walled metal strips. This new process makes it possible to fabricate even the tiniest details of contact parts in an eco-friendly, high-precision and efficient manner.

Plug connectors are tiny and, at first glance, unremarkable – yet modern vehicles would be unable to function without them. Several thousand plug connectors...

Im Focus: Elektrogesponnene Vliese mit gerichteten Fasern für die Sehnen- und Bänderrekostruktion

Sportunfälle und der demografische Wandel sorgen für eine gesteigerte Nachfrage an neuen Möglichkeiten zur Regeneration von Bändern und Sehnen. Eine Kooperation aus italienischen und deutschen Wissenschaftler*innen forschen gemeinsam an neuen Materialien, um dieser Nachfrage gerecht zu werden.

Dem Team ist es gelungen elektrogesponnene Vliese mit hochgerichteten Fasern zu generieren, die eine geeignete Basis für Ersatzmaterialien für Sehnen und...

Im Focus: New Strategy Against Osteoporosis

An international research team has found a new approach that may be able to reduce bone loss in osteoporosis and maintain bone health.

Osteoporosis is the most common age-related bone disease which affects hundreds of millions of individuals worldwide. It is estimated that one in three women...

Im Focus: Neue Strategie gegen Osteoporose

Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen Ansatzpunkt gefunden, über den man möglicherweise den Knochenabbau bei Osteoporose verringern und die Knochengesundheit erhalten kann.

Die Osteoporose ist die häufigste altersbedingte Knochenkrankheit. Weltweit sind hunderte Millionen Menschen davon betroffen. Es wird geschätzt, dass eine von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovationstage 2020 – digital

06.08.2020 | Veranstaltungen

Innovationen der Luftfracht: 5. Air Cargo Conference real und digital

04.08.2020 | Veranstaltungen

T-Shirts aus Holz, Möbel aus Popcorn – wie nachwachsende Rohstoffe fossile Ressourcen ersetzen können

30.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der Türsteher im Gehirn

06.08.2020 | Biowissenschaften Chemie

Kognitive Energiesysteme: Neues Kompetenzzentrum sucht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft

06.08.2020 | Energie und Elektrotechnik

Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

06.08.2020 | Verfahrenstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics