Ein außergewöhnliches Spinnennetz könnte das Design von industriellen Materialien der Zukunft verändern, so eine neue Studie des CONICET.
Es handelt sich um das Netz der australischen Schleuderspinne (Asianopis subrufa), das einzigartige Eigenschaften zeigte, die hohe Festigkeit und reversible Elastizität kombinieren.
Die Entdeckung umfasste Forscher aus Argentinien, Deutschland und Australien und wurde in PNAS veröffentlicht, dem offiziellen Magazin der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Vereinigten Staaten.
Dort gelang es den Wissenschaftlern zum ersten Mal, die Materialien dieses Typs von Spinnennetz auf physikalischer und mikroskopischer Ebene zu beschreiben, das eine Architektur besitzt, die bisher bei keiner anderen Spinnenart beobachtet wurde.
Dieses spezielle Spinnennetz besitzt dank verschiedener physikalischer und chemischer Prozesse außergewöhnliche Kraft, Festigkeit und Haltbarkeit.
Daher könnte seine Untersuchung ein neues und breites Spektrum an neuen Anwendungen in der Materialindustrie eröffnen.
Das Spinnennetz der australischen Schleuderspinne, eine Inspiration für die Materialindustrie
Das Spinnennetz dieser Art weist eine neuartige Architektur auf, die die Herstellung von künstlichen Materialien revolutionieren könnte.
Insbesondere die radialen Fäden besitzen einen Kern aus zwei dicken viskoelastischen Fasern und eine Hülle aus gefalteten Fasern, die dünner und steifer sind.
„Wir haben die Funktion und Struktur der Fäden verstanden, die das klebrige Spinnennetz tragen, die sogenannten Speichen“, erklärte Martín Ramírez, Forscher des CONICET in der Abteilung für Arachnologie des Argentinischen Museums für Naturwissenschaften.
Diese Speichen sind zunächst sehr elastisch und werden widerstandsfähiger, wenn sie gedehnt werden.
Eine weitere überraschende Entdeckung ist, dass diese Spinnenart die Elastizität dieser Speichen während ihrer Produktion kontrolliert.
Dies geschieht durch Dehn- und Entspannungsbewegungen mit den Hinterbeinen.
„Je mehr Zyklen angewendet werden, desto mehr Schlaufen sammeln sich in der Hülle und desto elastischer ist der produzierte Faden“, bemerkte Ramírez.
Darüber hinaus ist die Elastizität reversibel: Die Speichen kehren zu ihrer ursprünglichen Länge zurück, wenn die Spannung nachlässt.
Diese Spinnenart ist die einzige, die diesen Typ von Verbundfasern herstellt, was diese Entdeckung besonders relevant für die Materialwissenschaft macht.
Die Anwendungen dieses Spinnennetzes für das Materialdesign
Der beobachtete Effekt im untersuchten Spinnennetz könnte in künstlichen faserigen Materialien repliziert werden.
Die Technik würde darin bestehen, Mikro– oder Nanofasern an gedehnte Elastomere zu befestigen, was die Bildung von Schleifen beim Entspannen des Elastomers erzeugt.
„Dieser Ansatz eröffnet vielversprechende Perspektiven für das Materialdesign„, fügte der argentinische Forscher hinzu.
Derzeit wird die mikroskopische Struktur der Spinnennetzfäden kontinuierlich untersucht, um eine Vielzahl von Materialdesigns zu inspirieren, sei es elastische, klebrige, faltbare oder widerstandsfähige Fasern.
Die möglichen industriellen Anwendungen umfassen:
- Künstliche Bänder und Sehnen für die Medizin
- Innovative Fallschirme mit höherer Sicherheit
- Widerstandsfähige Stoffe für den industriellen und sportlichen Gebrauch
- Verbesserte und effizientere chirurgische Nähte
- Neue Materialien für nachhaltiges Bauen
Das Potenzial dieser Spinnennetze zur Revolutionierung der Materialindustrie liegt in ihrer einzigartigen Kombination von mechanischen Eigenschaften.
Die Fähigkeit, gleichzeitig elastisch und widerstandsfähig zu sein, ist in konventionellen synthetischen Materialien schwer zu erreichen.
Die Asianopis subrufa, eine nächtliche Jägerin mit einzigartiger Strategie
Die Asianopis subrufa misst etwa 25 Millimeter Körper und ihre langen Beine erstrecken sich insgesamt über etwa 6 Zentimeter.
Sie besitzt zwei riesige Augen, die sehr empfindlich in der Dunkelheit sind, was sie zu einer hoch effizienten nächtlichen Jägerin macht.
Diese Spinne lebt in Australien und Neuseeland. Sie ernährt sich von einer Vielzahl von Insekten wie Ameisen, Käfern, Grillen und anderen Spinnen.
Ihre Farbe variiert von lohfarben bis rosabraun oder schokoladenbraun und stellt keine Gefahr für Menschen dar.
Wie alle Spinnen der Familie Deinopidae webt sie ein spezielles haftendes Netz, das sie zwischen den Beinen hält.
Ihr frontaler Angriff, der visuell gesteuert wird, besteht darin, sich schnell mit dem klebrigen Netz auf ein darunter vorbeilaufendes Insekt zu stürzen.
Der rückwärtige Angriff wird durch Vibrationen in der Frequenz des Flügelklapperns ausgelöst. Er besteht darin, das Netz nach oben und hinten zu erweitern, um ein fliegendes Insekt im Flug zu fangen.
„Die Jagdmanöver dieser Spinnen erfordern große Elastizität, Manövrierfähigkeit und Widerstandsfähigkeit„, erklärte Ramírez.
Die elastischen und widerstandsfähigen Speichen sind grundlegend für den Betrieb der haftenden Netze.
Neben Beiträgen in Ökologie, Genetik und Evolution kann die Arbeit durch Biomimetik, eine Disziplin, die die Strategien der Natur zur Lösung menschlicher Probleme untersucht, industrielle Entwicklungen inspirieren.
Internationale Anerkennung für die Studie
Ein mikroskopisches Bild von zwei außergewöhnlichen Seidenfäden dieser Spinne, aufgenommen von Ramírez, gewann im vergangenen Dezember den Fotowettbewerb 2025 der Royal Society, der ältesten wissenschaftlichen Gesellschaft im Vereinigten Königreich.
Zu dieser Gesellschaft gehörten herausragende Persönlichkeiten wie Isaac Newton, Charles Darwin, Albert Einstein und viele andere Persönlichkeiten der Weltwissenschaft.
Das Bild mit dem Titel „Hypnotisierende Spinnenfäden“ wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommen.
Es zeigt eine Nahaufnahme von 0,05 Millimetern Länge der Seide der Asianopis subrufa.
„Als ich die Bilder der Seidenfäden in unserem Elektronenmikroskop des Argentinischen Museums für Naturwissenschaften aufnahm, stand ich vor einem spektakulären Bild“, erinnerte sich der Wissenschaftler.
„Ich fühlte, dass es ein schönes, kraftvolles, hypnotisierendes Bild war, und gleichzeitig voller biologischem und physikalischem Sinn“, fügte er hinzu.
„Es ist eine große Ehre, als Gewinner dieses prestigeträchtigen Wettbewerbs hervorgegangen zu sein“, schloss Ramírez, Doktor der Biowissenschaften der UBA mit einem Postdoc am American Museum of Natural History in New York.
Die Forschung umfasste fünf Arbeitsgruppen von Instituten aus Deutschland, Australien und Argentinien, geleitet von Jonas Wolff und seinem Team der Universität Greifswald in Deutschland.
