Sobald im 17. Jahrhundert Mikroskope auf den Markt kamen, zoomten die Wissenschaftler auf die Füße der gewöhnlichen Stubenfliegen und bestaunten die winzigen „Sohlen“, mit denen Insekten Fensterscheiben erklimmen und die Decken auf den Kopf stellen können. "Die Leute suchten nach einem magischen Mechanismus", sagt der Zoologe David Labonte von der Universität Cambridge.
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Insekten (Smithsonian Handbooks)
KaufenMehr als 300 Jahre später suchen sie immer noch. Die winzigen Ausmaße und die komplexe Geometrie der Insektenfüße sowie der widerspenstige Charakter der sechsbeinigen Forschungsthemen haben laut Labonte dazu geführt, dass Sie sich wundern werden, wie viel wir nicht wissen. "
Aber er und seine Kollegen glauben, sie nähern sich einigen Antworten.
Wissenschaftler haben längst bemerkt, dass Insekten nasse Füße haben: Sie hinterlassen beispielsweise auf Blütenblättern feuchte kleine Fußabdrücke. (Die Menge an Flüssigkeit, einem öligen Kohlenwasserstoff, ist winzig: ungefähr ein Billiardstel Liter pro Fußabdruck.) Bisher wurde vermutet, dass die Flüssigkeit Insekten durch kapillare und viskose Kräfte wie eine dünne Wasserschicht an vertikale Oberflächen klebt hilft einem nassen Bierglas, an einer Tischplatte zu haften.
Um diese Hypothese zu testen, entschied sich Labonte, - was noch? - indische Stabheuschrecken zu verwenden. Es war nicht ihr passender Name, sondern ihre unkonventionelle Haltung, die ihn anzog. Die Käfer, die sich zu Zweigen entwickelt haben, sind größtenteils bewegungslos und haben die glückliche Angewohnheit, ihre Vorderfüße zu strecken, was Labonte ermöglichte, Drähte an ihren hervorstehenden Zehen zu befestigen. Mit einem faseroptischen Sensor maß er, wie viel Kraft erforderlich war, um einen Fuß - bei unterschiedlichem Feuchtigkeitsgrad - mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten von Glasplatten abzuheben.
"Ich bin mir nicht sicher, ob sie während alledem überhaupt wach waren", sagt Labonte über seine "Stickies". Labonte erfuhr, dass das Sekret doch kein Klebstoff ist, zumindest nicht in der vorhergesagten Weise: Nasse und trockene Füße ausgeführt ungefähr gleich. Tatsächlich glaubt Labonte nun, dass die Flüssigkeit den gegenteiligen Effekt haben könnte, sodass Insekten schnell ihre Füße lösen können, indem sie eine rutschige „Trennschicht“ bilden. Durch die Feuchtigkeit bleiben die Insektenfußpolster sogar geschmeidig und können sich besser mikroskopisch formen Konturen von Decken und Wänden, die ihnen helfen, auf eine zuvor unerwartete Weise zu haften.
Um diese Idee im nächsten Jahr zu testen, muss ein millimetergroßes Gummimodell eines Käferfußes konstruiert werden, das Labonte manipulieren kann, ohne sich um fünf andere Schlägerfüße sorgen zu müssen. Das Erfassen bioklebender Prinzipien kann auch zu Fortschritten in der Herstellung führen, beispielsweise zu äußerst geschickten Robotern, die winzige Teile handhaben und präzise platzieren können. (Feuchte Schwämme, wie feuchte Insektenfüße, könnten Robotern helfen, ihren Griff zu lösen.) Bisher hat der Traum von einem gebrauchsfertigen Spiderman-Anzug weniger akademische Traktion, aber einige Wissenschaftler klammern sich trotzdem daran.
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Diese Geschichte ist eine Auswahl aus der Januar-Februar-Ausgabe des Smithsonian-Magazins
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