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Das Zünglein an der Beute

Zoologe Thomas Kleinteich untersucht in seinem Projekt klebrige Zungen von Amphibien, wie die des Schmuckhornfrosches.
Foto/Copyright: Schimmelpfennig/CAU

Blitzschnell, zielsicher und tödlich: Amphibien wie Frösche und Salamander haben im Laufe der Evolution unabhängig voneinander klebrige Zungen herausgebildet, die an ihrer Beute haften und sie so in den Rachen befördern. Der Zoologe Dr. Thomas Kleinteich aus der Arbeitsgruppe Funktionelle Morphologie und Biomechanik an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) will das Geheimnis um die an die Lebensräume der Tiere perfekt angepassten Haftmechanismen lüften. Gefördert wird er dabei von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 272.000 Euro.

Um das Schicksal ihrer Opfer zu besiegeln, benutzen verschiedene Amphibienarten ihre Zungen auf höchst unterschiedliche Weisen: Vom einfachen aus dem Mund Herausschieben bis hin zum ballistischen Schleudern der Zunge auf entfernte Ziele reicht das Jagdverhalten. Kleinteich untersucht vor allem den Haftmechanismus der Zungen von Schmuckhornfrosch, Baumhöhlen-Krötenlaubfrosch und Dreistreifensalamander. „Salamander schießen wie Scharfschützen, während Frösche teilweise wie mit einem Tennisschläger auf ihre Beute hauen“, erzählt der Zoologe.

Um so erfolgreich zu jagen, muss die Zunge innerhalb weniger Millisekunden fest an Insekten, aber auch an Kleinnagern und Jungvögeln kleben bleiben. Der Mechanismus dahinter ist aber weitgehend ungeklärt. „Sehr wahrscheinlich ist eine Kombination aus Zungenform, Oberflächenbeschaffenheit und klebrigem Schleim grundlegend“, vermutet Wissenschaftler Kleinteich.

Moderne bildgebende Verfahren sollen ihm nun dabei helfen, Struktur und Oberflächeneigenschaften der verschiedenen Amphibienzungen bis in den Nanometerbereich aufzuklären. So landen Präparate von Fröschen aus zoologischen Sammlungen auch schon einmal im Mikro-Computertomographen und werden dort durchleuchtet. Kombiniert mit Aufnahmen aus Licht- und Elektronenmikroskopie lassen sich so dreidimensionale Computermodelle der Anatomie erstellen.

Darüber hinaus analysiert Kleinteich, was physikalisch und chemisch auf der Zungenoberfläche passiert. Dazu nutzt er auch Methoden aus der Materialwissenschaft. Welche Kräfte auf die Beutetiere wirken und wie die Zungen auf verschiedenen Oberflächen haften, möchte er im Experiment herausfinden. Hierzu lässt Kleinteich seinen kleinen Zoo mit den Zungen unter anderem auf Glasscheiben schießen, hinter denen sich Beutetiere befinden. Eine Hochgeschwindigkeitskamera lässt ihn jedes Detail des rasanten Beutefangs studieren.

Am Ende der dreijährigen Projektlaufzeit erhofft sich der Kieler Wissenschaftler, dass seine Studie einen umfassenden Beitrag zum Verständnis der Zunge-Beute-Interaktion bei Amphibien leistet: „Damit können wir dann die Funktionsweise eines natürlichen Hochleistungshaftsystems besser verstehen und für bionische Forschungen nutzen“, sagt Kleinteich. Inspiriert von der Natur ließen sich dann Haftsysteme bauen, die in ähnlich feuchten Umgebungen wie den Lebensräumen der Frösche und Salamander perfekt kleben.

Kontakt

Dr. Thomas Kleinteich

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Funktionelle Morphologie und Biomechanik

Tel.: 0431/880-4509

E-Mail: tkleinteich@zoologie.uni-kiel.de