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Anti-Schwerkraft-Schnabel

Biomechanik. - Wassertreter sind Watvögel, deren Schnäbel eine bemerkenswerte Eigenart zeigen: Wie von Geisterhand können sie Nahrung gegen die Schwerkraft aufwärts transportieren. Wie das funktioniert, war lange ein Rätsel. Ein internationales Forscherteam hat dieses Rätsel nun gelöst und stellt seine Ergebnisse in der heutigen Ausgabe des Fachmagazins "Science" vor.

Von Frank Grotelüschen | 16.05.2008

Das Odinshühnchen. Es zählt zur Gattung der Wassertreter aus der Familie der Schnepfenvögel. Ein wenig kleiner als eine Amsel, geziert durch einen rostroten Fleck am Hals, lebt es im Sommer im arktischen Norden und zieht im Winter in den tiefen Süden. Das Bemerkenswerte am Odinshühnchen ist sein wunderliches Fressverhalten, sagt John Bush, Mathematiker am MIT in Boston.

"”Der Vogel schwimmt in schnellen Kreisen auf dem Wasser herum. Dadurch bildet sich ein Wirbel, und dieser Wirbel zieht allerlei Kleinstlebewesen an die Oberfläche – ganz ähnlich wie Teeblätter, die vom Boden der Tasse nach oben geschwemmt werden, wenn man den Tee mit einem Löffel umrührt. Dann nimmt das Tier mit der Spitze seines langen, dünnen Schnabels ein Wassertröpfchen auf und bewegt ihn wie eine Pinzette, die man ein paar Mal auf- und zuschnappen lässt. Dadurch wandert das Tröpfchen mit der Beute den Schnabel hoch, und der Vogel kann sie verspeisen.""

Der Clou: Der Wassertreter hebt seinen Kopf beim Fressen nicht etwa hoch, so wie ein Pelikan, wenn dieser einen Fisch herunter schlingt. Nein – er hält den Kopf immer schön nach unten. Die Tropfen mit der Beute müssen also entgegen der Schwerkraft senkrecht nach oben wandern. Nur: Wie stellt der Piepmatz das an? Eine nahe liegende Erklärung wäre: Der Vogel schlürft, wie mit einem Strohhalm. Doch diese Erklärung scheidet aus. Schließlich ist der Schnabel an den Seiten offen, und damit lässt sich kein Sog erzeugen. Des Rätsels Lösung hat nun das Team von John Bush gefunden. Es hat den Schnabel des Wassertreters als Modell nachgebaut, den Prozess gefilmt und dann in Zeitlupe analysiert. Bush:

"”Dahinter steckt ein Effekt, der Tröpfchen auf festen Körpern haften lässt – die Oberflächenspannung des Wassers. Sie sorgt dafür, dass Regentropfen an der Fensterscheibe kleben und Insekten auf Wasser laufen können. Im Vogelschnabel sorgt sie zunächst mal dafür, dass der Tropfen nicht nach unten fällt. Jetzt kommt hinzu, dass der Vogel den Schnabel mehrfach nacheinander auf und zu macht. Bei jedem Schließen rutscht die Vorderkante des Tropfens ein Stückchen den Schnabel hoch. Bei jedem Öffnen rutscht dann die Hinterkante hinterher. Auf diese Weise wandert das Tröpfchen Stück für Stück den Schnabel hoch.""

Eine raffinierte Art der Nahrungsaufnahme, praktiziert von mindestens 20 Watvogel-Arten. Jetzt, meint Bush, solle man sich den cleveren Trick abschauen, um ihn für die Mikrotechnik nutzbar zu machen. Bush:

"”Beispiele wären winzige Medikamentenspender oder Diagnosechips. Bei beiden geht es darum, kleinste Flüssigkeitsmengen gezielt zu bewegen. Heute versucht man das mit winzigen Pumpen. Doch künftig könnte man das vielleicht viel einfacher machen, und zwar in dem man die Wände eines mikroskopischen Flüssigkeitskanals gezielt hin und her bewegt."

Und das wäre nichts anderes als die Minikopie jenes Schnepfenvogel- Schnabels, der die Schwerkraft so geschickt zu übertölpeln weiß.