Technik

Spinnen können in der Luft schweben, und Wissenschaftler haben es sich nur gedacht wie sie abheben

Spinnen fallen ständig vom Himmel. Die meisten Spinnen in der Luft sind klein und zerstreut, so dass sie oft unbemerkt bleiben, außer wenn sie auf einmal hinabsteigen. Ein Spinnenregen ertränkte 2015 die australische Stadt Goulburn in Seide. Ein Goulburn-Bewohner, der tapfer aufschaute, sah einen mehrere hundert Meter langen Tunnel voller Spinnentiere in der Luft, sagte er. Die Spinnen sprangen auf langen Gurten ab, ein Verhalten, das Biologen “Ballonfahren” nennen.

Aufzeichnungen über Spinnenballon gehen Jahrhunderte zurück. Aber Wissenschaftler haben darum gekämpft zu verstehen, wie die Arachniden Auftrieb erzeugen. Ein Physiker schlug vor, dass sie elektrostatische Kräfte nutzen, um in den Himmel zu gelangen. Eine neue Studie in der Zeitschrift PLOS Biology konzentriert sich auf Seide, nicht statisch. Es ist die bisher detaillierteste Untersuchung der dünnen Spinnenfasern, die den Wind ablenken.

Hervi Elettro, der an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Seide und bio-inspirierte Materialien untersucht, bezeichnete die Forschung als “die erste rigorose experimentelle Studie”, um die vielfältigen Theorien über Spinnenballon durchzuschneiden. Die winzigen Seidenfasern, sagte er, “erfahren den richtigen Widerstand, um die Spinne mit relativ geringer Anstrengung anzuheben.”

Bei dieser Ballonfahrt dreht sich alles um die Verbreitung. Spinnen sind einige der ersten Tiere, die auf neuen vulkanischen Inseln auftauchen. Als schwimmende Spinnen 1832 an Bord der HMS Beagle gingen, schrieb der Naturforscher Charles Darwin in seinem Tagebuch: “Ich habe einige der Spinnen der Aeronauten gefangen, die mindestens 60 Meilen zurückgelegt haben müssen.”

Jahrzehnte später nahm ein Entomologe des US-Landwirtschaftsministeriums eine Spinne gefangen und benutzte eine Insektenfalle, die fast drei Meilen über dem Meeresspiegel an einem Flugzeug befestigt war. Das ist viel höher, als die meisten geflügelten Insekten fliegen können, sagte Moonsung Cho, Forscher an der Technischen Universität Berlin und Autor des neuen Berichts.

Bei einem Spaziergang durch den Berliner Lilienthalpark sah Cho erstmals wilde Ballonspinnen – ein Denkmal für Otto Lilienthal, einen deutschen Luftfahrtpionier, der 1896 bei einem Segelflug ums Leben kam. Cho, ein ausgebildeter Elektroingenieur, war begeistert: Vielleicht könnten menschliche Entwürfe das kopieren Lufttechnik, dachte er.

Er und seine Kollegen haben ein Dutzend Krabbenspinnen aus dem Park gefangen. Krabbenspinnen sind relativ groß für spinnende Spinnen – bei einigen Dutzend Milligramm wiegt man etwa so viel wie ein Reiskorn. (Die meisten anderen Spinnen, die Ballon haben, sind kleiner oder Jungtiere.) Die Wissenschaftler bauten eine Outdoor-Plattform, ähnlich einem Launchpad, und setzten die Spinnen darauf.

Bevor eine Spinne aufgeblasen wurde, suchte sie den höchsten Punkt auf der gewölbten Plattform, sagte Cho. Dort angekommen geschah etwas Seltsames: Die Spinne streckte sich mit einem Vorderbein. Wenn du dich anthropomorph fühlst, vergleichst du es mit dem spuckigen Finger eines Golfers, der nach der vorherrschenden Brise sucht.

Cho war vorsichtig zu sagen, dass er nicht wissen konnte, ob das Vorderbein zucken sollte. Aber es gab eine hohe Frequenz dieser Beinlifts, kurz bevor die Spinnen aufgebläht waren.

“Man muss immer vorsichtig sein, wenn man sein Verhalten interpretiert”, sagte der Biologe Steve Yanoviak von der Universität von Louisville, der Gleitspinnen studiert hat. Er sagte jedoch, die Autoren “machen einen guten Fall, die Spinnen spüren wahrscheinlich Luftströmungen.”

Nach dem Aufrichten des Vorderbeines stellten sich die Spinnen in einer Haltung auf, die Cho als “Zehenspitzen” bezeichnete. Hoch oben auf den Beinen steckten die Spinnen ihre Ranken nach oben, sprühten Seide aus und schoben sich in den Himmel. Wie ein Drachen, der aus dem Griff eines Kleinkindes gerissen wurde, war eine Spinne innerhalb von Sekunden vom Wind verschwunden.

“Es ist plausibel, dass Spinnen Windgeschwindigkeit und -richtung mit Hilfe von Sinneshaaren wahrnehmen können, indem sie ihre Beine erheben”, sagte Monica Mowery, eine Doktorandin an der Universität von Toronto, die Ballonfahrten von schwarzen Witwen studiert hat.

Die Krabbenspinnen ballten bei hohen Windgeschwindigkeiten nicht, stellten die Autoren fest. Wenn der Wind schneller als drei Meter pro Sekunde wehte (alles andere als eine sanfte Brise), warteten sie auf ruhigere Bedingungen.

Es sei nicht einfach, die Ballon-Seide zu studieren, sagte Cho. Wenn das Licht nicht die Fäden in der richtigen Weise erfasst, sind die Fasern unsichtbar. So fing Cho noch ein paar Krabbenspinnen ein und legte sie in einen Windkanal. Er legte eine Rolle hinter sie und, wenn die Spinnen ihre Seide sprühten, spulte er wie Angelschnur auf.

Der durchschnittliche Seidenstrang war neun Fuß lang, aber nur 200 Nanometer im Durchmesser. Das ist dünner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Auf solch unergründlichen kleinen Schuppen “ist die Luft sehr klebrig, wie Honig”, sagte Cho. Die Interaktion zwischen klebriger Luft und dünnen Fäden zieht nach Ansicht der Autoren Spinnen in die Luft.

“Sie haben einen sehr feinen Punkt darauf gelegt, wie Seide mit Luftströmungen interagiert”, bemerkte Yanoviak.

Cho arbeitet an einer Computersimulation, um diese Flüge nachzuahmen. Danach möchte er winzige Strukturen schaffen, die wie eine Spinne in der Atmosphäre schweben können. Frag ihn einfach nicht, wie diese Strukturen fallen werden, wo er sie haben will – niemand weiß, wie oder ob sich spinnende Spinnen steuern.

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