Arachnologie

Das ist einfach super

Von Georg Rüschemeyer
 - 15:47

In seinem bürgerlichen Dasein ist Peter Parker ein wissenschaftsbegeisterter Highschool-Nerd. Als Spider-Man rettet er im Auftrag des amerikanischen Comic-Verlags Marvel seit 1962 die Welt und füllt nun wiederdie Kinos mit der Neuverfilmung unter dem Namen „Homecoming“. Nach 55 Jahren immer noch ein Teenager? Das gelingt wohl nur mit Superkräften, von denen Peter Parker glücklicherweise einige auf Lager hat.

„Die Welt mag sich über den schüchternen Teenager Peter Parker lustig machen – bald wird sie die gewaltigen Kräfte von Spider-Man bestaunen“, prophezeit der blaurote Superheld bereits bei seinem ersten Auftritt in der heute für Unsummen gehandelten Originalausgabe von „Amazing Fantasy“ vom 15. August 1962. Worin diese Kräfte im Einzelnen bestehen, ist gar nicht so leicht zu überblicken, denn in dem halben Jahrhundert seiner Comic-Geschichte trat Spider-Man in vielerlei Varianten auf. Im Zweifel hilft das „Offizielle Handbuch des Marvel-Universums“ weiter.

Superkleber-Effekt und übermenschliche Kräfte

Einigkeit herrscht über den Ursprung seiner vermeintlich typisch arachniden Fähigkeiten: Der Giftbiss einer radioaktiv verstrahlten Spinne reprogrammierte Peter Parkers Körperzellen und verlieh ihm übermenschliche Kräfte und Reflexe, einen „Spinnensinn“ für drohende Gefahren und die Fähigkeit, an jeder noch so glatten Oberfläche zu haften. Für diesen Superkleber-Effekt sei die mentale „Kontrolle des Flusses inter-atomarer Anziehung (elektrostatische Kräfte) an molekularen Grenzflächen“ verantwortlich, erklärt das Handbuch und liegt damit gar nicht so sehr daneben. Tatsächlich stecken interatomare Anziehungskräfte hinter der Fähigkeit vieler Spinnen, senkrecht oder über Kopf auf Glasflächen zu laufen. Verbreitet ist sie unter Arten, die ihre Beute nicht in Netzen fangen, sondern sich auf die Pirsch begeben. Ihre Klauen sind mit Polstern aus zahllosen Borsten besetzt, die sich an der Spitze jeweils noch mehrfach zu feinen Härchen verzweigen. Diese sogenannten Scopulae ähneln den Haarpolstern an den Füßen von Geckos und haben die gleiche Funktion: Sie erzeugen eine enorme Oberfläche, die mit dem Untergrund in Kontakt treten kann. Dadurch summieren sich die extrem schwachen interatomischen Anziehungskräfte zwischen Haar und Glas derart auf – man spricht auch von elektrostatischer Anziehung und Van-der-Waals-Wechselwirkungen –, dass sie einem Gecko oder eben einer Spinne Halt geben.

Bioniker würden dieses Naturwunder gerne für technische Anwendungen nutzen. Doch mit zunehmender Körpergröße wird das Verhältnis von Gewicht und der für einen sicheren Halt notwendigen Klebefläche immer ungünstiger. In einer 2015 in „PNAS“ veröffentlichten Studie kamen Biomechaniker der Universität Cambridge zu dem Schluss, dass der bis zu 35 Zentimeter lange und 300 Gramm schwere Tokeh-Gecko dieses Prinzip weitgehend ausgereizt hat. Ein Mensch müsste dementsprechend Geckoschuhe in Größe 145 an allen vier Gliedmaßen tragen, um wie Spider-Man an der Glasfront eines Hochhauses zu haften.

Fliegen ohne Flügel

Ähnlich unrealistisch ist die Skalierung der athletischen Leistungen der Arachniden auf den Menschen. So können Springspinnen, wie die im Sommer an Hauswänden zu beobachtende Zebraspinne, in einem einzigen Sprung das bis zu Fünfzigfache ihrer Körperlänge zurücklegen und obendrein Beute vom Vielfachen ihres Eigengewichts schleppen. Spider-Man kann das zwar auch, aber eben nur als Phantasiegestalt.

Ihre geringe Größe hilft manchen Spinnen außerdem, sich in die Lüfte zu erheben. Dafür sind in Europa vor allem die Jungtiere der in Hecken lebenden Baldachinspinnen bekannt, die sich im Spätsommer mit Hilfe feinster Spinnfäden und warmer Aufwinde zu neuen Lebensräumen treiben lassen. Für diese als „Ballooning“ bekannte Flugtechnik sollte man allerdings nicht viel mehr als ein hundertstel Gramm wiegen, andernfalls siegt die Schwerkraft.

Die Spinnenseide macht keiner so schnell nach

Das Fliegen muss Spiderman seinem Konkurrenten Superman überlassen, seine aeronautischen Künste beschränken sich auf ballistische Flugbahnen und Hängepartien an Spinnenfäden, die er aus selbstkonstruierten „Web Shootern“ an seinen Handgelenken abfeuert. Deren Herzstück ist laut Handbuch eine Teflon-Turbine, welche eine „in ihrer genauen Zusammensetzung unbekannte“ Flüssigkeit verspritzt, die an der Luft zu einem dem Nylon ähnlichen Kunststoff aushärtet.

Im Weltraumzeitalter der sechziger Jahre mögen Nylon und Teflon ultimative Hightech-Materialen gewesen sein, mit echter Spinnenseide können sie es trotzdem nicht aufnehmen. Die besteht aus stabilen, zugleich dehnbaren Proteinfasern, in denen sich kristalline und amorphe Abschnitte der Eiweißstruktur regelmäßig abwechseln. Netzbauende Spinnen wie die Gartenkreuzspinne besitzen in ihrem Hinterleib mehrere Spinndrüsen, die verschiedene Fadentypen produzieren. Aus extrem robusten Fäden entsteht das Netzgerüst, das mit speziellen Haftfäden verankert wird; dünnere und nicht klebende Fasern bilden die zunächst aufgebrachte Hilfsspirale, welche dann durch die sehr dehnbaren, mit Klebstoff versehenen Fangfäden ersetzt wird, die auch eine Schwarze Witwe für ihr unregelmäßiges Netz in Bodennähe braucht. Zum Einspinnen der Beute oder um einen Kokon für die eigene Brut zu bauen, braucht sie feinere Gespinste.

Eine besondere Eigenschaft der Spinnenseide haben chinesische und britische Forscher nun in den „Applied Physics Letters“ gewürdigt. Sie ist offenbar aufgrund ihrer komplexen Proteinstruktur besonders verwindungsfest. Eine sich abseilende Spinne kommt deshalb nicht so schnell ins Trudeln, wie es einem menschlichen Kletterer am Seil passieren würde.

Wahrscheinlich die feinste Hängebrücke der Welt

Als Weltmeisterin in Sachen Seide und Netzbau gilt Darwins Rindenspinne (Caerostris darwini). Erst 2010 wurde diese Verwandte der Kreuzspinne wissenschaftlich beschrieben. Sie baut im Urwald Madagaskars die mit Abstand größten bekannten Spinnennetze mit einem Durchmesser von fast zwei Metern. Sie hängen an Haltefäden, die bis zu 25 Meter breite Flussläufe überbrücken – ebenfalls ein Rekord. Wie die Rindenspinne ihren ersten Verbindungsfaden in Position bringt, konnte ein Kamerateam der BBC vor einigen Jahren filmen. Auf erhöhtem Posten wartet das Tier auf einen leichten Windstoß, dem es die dünnen Fasern des ersten losen Hilfsfadens anvertrauen kann. Im günstigsten Fall wird dieser zum anderen Ufer getragen, wo er sich im Gebüsch verfängt. Ist diese schlichte Hängebrücke einmal errichtet, ist der Rest für Caerostris darwini ein Leichtes. Sie erzeugt – Rekord Nummer drei – die stabilsten Haltefäden aller bekannten Arachniden. Deren Reißfestigkeit übertrifft die eines entsprechenden Strangs aus Kevlar um fast das Zehnfache. Kein Wunder also, dass sich Materialforscher seit Jahrzehnten bemühen, Spinnenseide künstlich herzustellen.

Immerhin gelang die biotechnologische Produktion von Seidenproteinen mit Hilfe von Bakterien, und auch die Milch genmanipulierter Ziegen musste schon dazu dienen. Allerdings gelingt es bisher nur im kleinen Maßstab, aus den Eiweißmolekülen ganze Fäden zu spinnen, und die Reißfestigkeit kann noch nicht mit dem natürlichen Vorbild mithalten. Im Marvel-Universum löst Peter Parker das Problem gleich in der ersten Folge: Seine genialen Web Shooter übernehmen 1962 die Produktion. Zwischendurch wurden sie im Comic durch organische Spinndrüsen ersetzt, doch mittlerweile sollen selbstkonstruierte technische Netzwerfer wie im aktuellen Film wieder den überragenden Intellekt des strebsamen Schülers unterstreichen.

Über solche Details diskutieren Fans mit Hingabe, eine anhaltende Begeisterung, die der menschlichen Spinne ihre wahre Superpower verleiht: Sie lässt die Kasse klingeln. Mehr als eine Milliarde Dollar verdient Marvel jährlich allein mit Lizenzgebühren für Kostüme, Actionfiguren oder Kaffeebecher. Auch dass „Homecoming“ mit Tom Holland den dritten jugendlichen Darsteller seit 2002 auf die Leinwand schickt, scheint niemand zu stören. Binnen einer Woche – noch vor dem deutschen Start vergangenen Donnerstag – hatte der 175 Millionen Dollar teure Film schon mehr als 300 Millionen Dollar eingespielt.

Quelle: F.A.S.
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