Miesmuscheln
Um in der heftigen Gezeitenströmung nicht weggespült zu werden, scheiden diese Muscheln an ihrem Fuß Haftfäden aus, mit denen sie sich an den verschiedensten Oberflächen verankern können. Der wichtigste Bestandteil davon ist ein Molekül namens Dopa, eine Variante der Aminosäure Tyrosin. Wissenschaftlern in den USA ist es gelungen, diesen Biokleber nachzubauen – er befindet sich in der Erprobungsphase.
Seepocken
Bereits als Larve heften sich diese Krebse für ihr restliches Leben an einen Stein, eine Muschelschale, einen Wal oder einen Schiffsrumpf an. Dazu verwenden sie den stärksten bisher bekannten Bioklebstoff. Dabei scheidet die Larve einen öligen Tropfen aus, der das Wasser aus der Umgebung verdrängt und so die Voraussetzung für gutes Haften schafft. Dann kommt der Kleber, der aus Phosphoproteinen besteht.
Seesterne
Diese Tiere bringen beim Laufen eine Art Zweikomponenten-Kleber zum Einsatz. Bei jedem Schritt mischen sie die zwei selbst produzierten Flüssigkeiten zusammen. Dies führt dazu, dass die an der Unterseite der Arme platzierten Füßchen fest am Untergrund haften. Beim weiteren Vorrücken scheiden die Tiere dann eine dritte Substanz aus, die in der Lage ist, diese feste Verbindung wieder zu trennen.
Gewebekleber für die Chirurgie
Auch für Chirurgen sind neue Befestigungsmethoden interessant. „Die derzeit verwendeten Gewebekleber, die etwa bei schweren Hautverletzungen oder Leberrissen verwendet werden, sind teilweise toxisch“, erklärt Sylvia Nürnberger von der Universitätsklinik für Unfallchirurgie in Wien. Da wären biologische Alternativen optimal. Und tatsächlich haben US-Forscher schon vor einiger Zeit den Klebstoff aus den Haftfäden der Miesmuschel erfolgreich nachgebaut, der sich nun in der präklinischen Testphase befindet.
„Dieser Haftmechanismus ist aber aufgrund der geringen Haftstärke nicht für alle medizinischen Bereiche geeignet“, erklärt Sylvia Nürnberger. „Deshalb besteht weiterhin Bedarf an neuen Klebstoffen“. Ihrer Einschätzung nach könnten ausgerechnet die ungeliebten Zecken da ein wertvolles Vorbild liefern. Denn der Biozement in ihrem Befestigungsdübel hält nicht nur gut, sondern löst auch keine Hautreizungen aus. Offenbar enthält er spezielle, lindernde Zusatzstoffe, die das verhindern.
Gemeinsam mit Martina Marchetti-Deschmann von der Technischen Universität Wien will Sylvia Nürnberger herausfinden, wie genau sich diese Substanz zusammensetzt. Die Forscherinnen lassen dazu Zecken durch eine hautähnliche Membran stechen. Dabei wird der Klebstoff abgesondert und ausgehärtet, so dass man ihn untersuchen kann. „Es ist durchaus vorstellbar, dass es in Zukunft möglich sein wird, aus dieser Sub-stanz einen biologischen Klebstoff für menschliches Gewebe zu machen“, meint die Forscherin. „Damit könnte man beispielsweise Sehnen und Bänder metallfrei am Knochen verankern“.
Extrem widerstandfähige Zeckenfüße
Stanislav Gorb und seine Kollegen interessieren sich derweil mehr für die Füße der Zecken. Denn auch die sind hoch spezialisierte Haft-Konstruktionen. Schließlich müssen die Tiere damit auf hohe Pflanzen klettern, Haut und Haare ihrer Opfer überwinden und sich an den verschiedensten Oberflächen festhalten. Vor allem die Weibchen der Blutsauger, die sich viel öfter auf ihren Wirten aufhalten als die Männchen, sind extrem anhänglich: Mit einer Kraft, die mehr als das 500-fache ihres Körpergewichts beträgt, können sie sich selbst an einer glatten Glasscheibe festhalten.
Gemeinsam mit Dagmar Voigt von der Technischen Universität Dresden hat Gorb gerade herausgefunden, wie sie das machen. „Die Tiere sind zum einen mit Krallen ausgerüstet, mit denen sie sich an rauen Oberflächen verhaken können“, erklärt der Forscher. Anders als bei Insekten oder Spinnen sind diese nicht steif, sondern bestehen teilweise aus einem gummiartigen Material. Wenn ein Opfer seinen Plagegeist zu entfernen versucht, brechen sie daher nicht ab, sondern geben nach. Das macht Zeckenkrallen extrem widerstandsfähig.
Zum Laufen auf glatten Oberflächen eignen sie sich allerdings nicht. Doch dafür haben die Tiere zusätzlich mit Flüssigkeit und dem elastischen Protein Resilin gefüllte Haftbläschen an den Füßen, die sie bei Bedarf auseinander und später wieder zusammenfalten können. Diese weichen Kissen passen sich wie ein Pudding perfekt an den Untergrund an, ein Flüssigkeitsfilm an ihrer Oberfläche verleiht ihnen zusätzlichen Halt. „Durch die Kombination aus scharfen Krallen und weichen Kissen können sich Zecken fast überall festhalten“, resümiert Stanislav Gorb. Aber eben nur fast. Denn die Forscher haben auch herausgefunden, wie ein Material aussehen muss, an dem die Tiere nur schlecht haften: Es muss zu glatt für die Krallen und zu rau für die Haftbläschen sein. Da liegt eine Anwendungsidee nahe: Vielleicht lässt sich auf dieser Basis ja eines Tages zeckensicher beschichtete Spezialkleidung entwickeln.
Klebstoffproduzenten im Meer
Miesmuscheln
Um in der heftigen Gezeitenströmung nicht weggespült zu werden, scheiden diese Muscheln an ihrem Fuß Haftfäden aus, mit denen sie sich an den verschiedensten Oberflächen verankern können. Der wichtigste Bestandteil davon ist ein Molekül namens Dopa, eine Variante der Aminosäure Tyrosin. Wissenschaftlern in den USA ist es gelungen, diesen Biokleber nachzubauen – er befindet sich in der Erprobungsphase.
Seepocken
Bereits als Larve heften sich diese Krebse für ihr restliches Leben an einen Stein, eine Muschelschale, einen Wal oder einen Schiffsrumpf an. Dazu verwenden sie den stärksten bisher bekannten Bioklebstoff. Dabei scheidet die Larve einen öligen Tropfen aus, der das Wasser aus der Umgebung verdrängt und so die Voraussetzung für gutes Haften schafft. Dann kommt der Kleber, der aus Phosphoproteinen besteht.
Seesterne
Diese Tiere bringen beim Laufen eine Art Zweikomponenten-Kleber zum Einsatz. Bei jedem Schritt mischen sie die zwei selbst produzierten Flüssigkeiten zusammen. Dies führt dazu, dass die an der Unterseite der Arme platzierten Füßchen fest am Untergrund haften. Beim weiteren Vorrücken scheiden die Tiere dann eine dritte Substanz aus, die in der Lage ist, diese feste Verbindung wieder zu trennen.