Superfasern Die erstaunliche Physik hinter dem Fangnetz der Kescherspinne

Kescherspinnen sind eine besondere Spinnenfamilie, denn ihre Fäden haben Superkräfte: Sie sind gleichzeitig elastisch und reißfest, wie eine Studie jetzt herausgefunden hat
Kescherspinnen sind eine besondere Spinnenfamilie, denn ihre Fäden haben Superkräfte: Sie sind gleichzeitig elastisch und reißfest, wie eine Studie jetzt herausgefunden hat
© Dr. Greg Anderson / Universität Greifswald
Spinnenseide ist ein Wundermaterial: Sie kann fest sein und trotzdem nachgeben. Wie eine bestimmte Spinnenfamilie das schafft, haben Forschende jetzt rausgefunden

Hab ich dich! Viele Spinnen weben ihr Netz als Rad: Angedockt an Fixpunkten hängen sie ihre Fallen einfach in den Weg ihrer Beute. Kescherspinnen machen es anders. Sie spinnen ein Geflecht aus Fäden, das sie zwischen den Vorderbeinen halten und kleineren Insekten blitzschnell überwerfen, die ihren Pfad kreuzen. Eine Studie hat jetzt herausgefunden: Das funktioniert, weil die Tiere dabei Hochleistungsfasern einsetzen, die gleichzeitig stabil und elastisch sind.

Das besondere Jagdverhalten der Kescherspinne (Deinopidae) inspirierte eine internationale Forschungsgruppe unter Führung der Universität Greifswald. Das klebrige Netz der Tiere besteht aus einem starren Rahmen und extrem flexiblen Wurffäden. Wenn sie ihr Netz über ihre Beute stürzen, ist das für die Fäden "ein elastischer Kraftakt, der uns neugierig machte, wie dieses Material aufgebaut ist", erklärt der Mitautor der Studie Martín Ramírez vom Naturkundemuseum Buenos Aires.

Gewundene Struktur des Fadens der Kescherspinne
Unter dem Elektronenmikroskop verraten sie ihr Geheimnis: Die Kescherspinne webt Schlaufen und Windungen in ihre Fangnetzfäden ein. Das verändert deren Metastruktur und macht sie gleichzeitig flexibel und belastbar
© Ramirez / Jan Meßerschmidt Universität Greifswald

Denn die Spinne kann im selben Prozess zwei Fäden mit völlig unterschiedlichen Eigenschaften spinnen. Während der feste Rahmen, in dem Spinnen auf ihre Beute warten, schon bei einer Dehnung von 20 Prozent reißt, hält das Wurfnetz der Kescherspinne problemlos bis zu 150 Prozent aus. Wieso das so ist, wollten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler herausfinden. Mit Hochgeschwindigkeitsaufnahmen und hochauflösender Elektronenmikroskopie kamen sie dem Geheimnis der Kescherspinnen auf die Spur. Dabei offenbarte sich ein bislang unbekanntes Strukturprinzip: Der Fangfaden der Kescherspinne besitzt im Inneren eine lineare, elastische Proteinstruktur. Durch Bewegungen ihrer Spinnwarzen – kleinen Ausstülpungen am Hinterleib – kann sie diese Struktur aber verändern, in Schleifen legen und kräuseln.

Kescherspinne beim Ausbreiten ihres Netzes
Kescherspinnen jagen anders: Statt radförmige Netze zu weben und auf Beute zu warten, stürzen sie ihre Wurfnetze auf vorbeiziehende Insekten. So sieht das in Zeitlupenformat aus
© Wolf / Jan Meßerschmidt Universität Greifswald

Im Moment des Werfens ist der Faden dadurch weich und formbar. "Sobald er jedoch gedehnt wird, werden diese mikrostrukturellen Schlaufen gestreckt und machen das Material widerstandsfähig – es wird gleichzeitig elastisch und reißfest", sagt Jonas Wolff vom Zoologischen Institut der Universität Greifswald. Spannend ist diese Entdeckung vor allem für die Materialwissenschaft. Denn dort gilt normalerweise das Entweder-Oder-Prinzip: Technische Fasern sind entweder steif und reißfest wie eine Gitarrensaite oder weich und dehnbar wie Gummi – beides zusammen ist schwer zu haben. Inspiriert von der Kescherspinne könnte man künftig synthetische Hightech-Fasern entwickeln, die beides schaffen: gleichzeitig flexibel und strapazierfähig zu sein.