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Spinnenfäden: stark und smart

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übersetzt von Markus Blietz

Web © iStockPhoto.com/OGphoto| Spider © iStockPhoto.com/CarolSvec13961spider-silk

Spinnenfäden sind sogar noch stärker als Kevlar, die stärkste von Menschen herstellbare Faser.1 Zusammen mit ihrem Kleber, einem ganz besonders „smarten“ Material,2 sind Spinnen mit ihren gewebten Netzen sehr effektive Insekten- und Pollenfänger.3 Auch riesige Taranteln schießen winzige Spinnenfäden aus ihren Füßen, um vertikale Wände hinauf zu klettern.4

Aber das ist noch nicht alles! Die Spinnenfäden können sich der Situation angepasst unterschiedlich verhalten. Markus Buehler vom Massachusetts Institute of Technology und seine Kollegen haben Netze der gemeinen Gartenkreuzspinne (Araneus diadematus) analysiert.5,6 Sie fanden heraus, dass das Netz unter leichter Belastung, wie zum Beispiel einem leichten Luftzug, weich wird und sich dehnen kann. Aber eine größere Kraft, wie beispielsweise eine Hand, die das Netz versehentlich streift, ruft eine andere Reaktion hervor. Erst dehnen sich die Fäden, aber dann werden die am meisten belasteten von Ihnen plötzlich hart und brechen. Dieses „Opfer“ von einem oder ein paar Fasern verhindert, dass sich der Schaden ausbreitet, damit das Netz als Ganzes erhalten bleibt, anders als bei anderen Materialien wie Stahl. Wenn die Luft rein ist, kann die Spinne dann den Schaden beheben.

Die Forscher sagen, dass „die überragende Leistung von Spinnenfäden in Netzen nicht nur an ihrer außergewöhnlichen Bruchfestigkeit und Beanspruchbarkeit liegt“, sondern auch an diesem plötzlichen Erstarren, das „essentiell ist um die strukturelle Integrität des Netzes aufrecht zu erhalten.“ Sie sagen auch: „Natürliche Materialien sind bekannt für ihr ausgezeichnetes Design, das Ihre Funktion optimiert“, wie auch Knochen7 und Perlmutt.8

Buehler schlägt vor, dass dieses Design-Konzept auch für virtuelle Computer-Netzwerke, wie das Internet, angewandt werden könnte. In diesem Fall wäre es nützlich, einen lokalen Knoten zu opfern, um das gesamte System im Falle eines Angriffs zu schützen.

Literaturangaben und Hinweise

  1. Sarfati, J., God s webspinners give chemists free lessons, Creation 23(2):20–21, 2001; creation.com/spidersilk.  Zurück zum Text.
  2. Ein sogenanntes ‘smartes Material’ wird üblicherweise definiert als ein Material, das die Fähigkeit hat, externe Einflüsse zu ‘spüren und darauf zu reagieren’. Die meisten aus dem Alltag bekannten Materialien sind nicht smart. Sarfati, J., Spiderweb stickiness secret, Creation 33(2):34–35, 2011. creation.com/spiderweb-stickiness.  Zurück zum Text.
  3. Pollen-eating spiders, Creation 22(3):5, 2000. creation.com/focus-223.  Zurück zum Text.
  4. Silk-shooting tarantulas, Creation 33(4):7, 2011. creation.com/focus-334.  Zurück zum Text.
  5. Cranford, S., Tarakanova, A., Pugno, N. and Buehler, M., Nonlinear material behaviour of spider silk yields robust webs, Nature 48(7383):72–76, 2 February 2012. Zurück zum Text.
  6. Mann, A., Spider Silk Is Strong Because It’s Smart, Wired Science, wired.com, 1 February 2012. Zurück zum Text.
  7. Bone complexity: explained by function not evolution, Creation 32(4):8–9, 2010. creation.com/focus-creation-324.  Zurück zum Text.
  8. Shellfish inspire materials scientists, Creation 33(1):8, 2011. creation.com/focus-creation-331. Siehe auch das Buch By Design, ch. 8.  Zurück zum Text.