Warum Spinnenzähne Die Perfekten Nadeln Der Natur Sind

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Spinnenzähne haben die ideale struktur, um ihre beute zu halten und zu injizieren.

Die Reißzähne einer Spinne sind natürliche Injektionsnadeln. Sie eignen sich daher hervorragend zum Durchstechen der Beutelskelette und zum Auslösen eines Giftkusses, so eine neue Studie.

Die gezackten Widerhaken einer großen wandernden Spinne sind gekrümmt, um die Beute der Spinne in Position zu halten, und ihre konische Form hilft ihnen, einer Verformung zu widerstehen. Die Biomechanik von Spinnenzähnen zu verstehen, könnte zu neuen medizinischen Injektionsgeräten inspirieren, sagen Forscher.

"Für biomedizinische Anwendungen kann der Spinnenfang beispielsweise dazu führen, dass neue Infusionstechniken, neue Instrumente zum Umgehen des Blutflusses und viele andere lebensrettende Technologien entwickelt werden", sagte Benny Bar-On, Wissenschaftler für Biomaterialien am Max-Planck-Institut Kolloide und Schnittstellen in Deutschland und Co-Autor der heute (27. Mai) in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Studie. [Galerie: Spukhafte Spinnen]

Die Spinnenzähne haben sich entwickelt, um das äußere Skelett der Beute der Arachniden, normalerweise Insekten, zu durchdringen, um das Gift zu injizieren, sagten die Forscher. Daher müssen die Zähne erheblichen Kräften standhalten, ohne sich zu verformen oder zu brechen.

In dieser Studie untersuchten Bar-On und seine Kollegen die Strukturmechanik der Wanderspinne Cupiennius salei, die hauptsächlich in Mittelamerika vorkommt. Wandernde Spinnen bauen kein Netz, um ihre Beute zu fangen; Stattdessen jagen sie auf dem Boden herum.

Die Forscher wählten aus C. salei denn es ist einfach, diese Art das ganze Jahr über im Labor in großer Zahl zu züchten. Sie modellierten ihre Reißzähne strukturell in Experimenten und in Simulationen.

Im Gegensatz zu anderen biologischen Injektionsnadeln wie Mücken- und Bienenstacheln sind die Fangzähne dieser Spinnen gekrümmt. Die Krümmung ermöglicht es den Arachniden, aus verschiedenen Richtungen anzugreifen und ihre Beute an Ort und Stelle zu halten, wenn sie ihr Gift injizieren, fanden die Forscher heraus.

Die hohle, konische Form der Fangzähne der Spinnen verleiht ihnen eine nahezu optimale Steifigkeit pro Volumeneinheit - ein Maß für ihre Beständigkeit gegen Verformung - und ist somit ideal für das Durchstechen von Beute geeignet.

Die Reißzähne bestehen aus Protein und Chitin, einem Kohlenhydratmolekül, das in den Schalen vieler Insekten und Krebstiere vorkommt, und deren mikroskopische Struktur für seinen Zweck gut geeignet ist, legen die Ergebnisse nahe.

Die Biomechanik von Spinnenzähnen zu verstehen, könnte zeigen, wie sich andere scharfe Strukturen vom Stachel eines Skorpions bis zum Stoß eines Mammuts in der Natur entwickelt haben, sagten die Forscher. Darüber hinaus könnte das Design der Reißzähne Wissenschaftler dazu anregen, bessere Injektionsnadeln und andere medizinische Geräte zu entwickeln.

Anmerkung des Herausgebers: Wenn Sie ein tolles Spinnenfoto für eine mögliche Story oder Bildergalerie veröffentlichen möchten, wenden Sie sich bitte an die Chefredakteurin Jeanna Bryner unter [email protected].

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