Beweglich wie ein Arm

Forschungsteam der Universität Rostock entschlüsselt die Beweglichkeit von Skorpionsschwänzen.

Dem Forschungsteam um PD Dr. Christian Wirkner und Alice Günther von der Universität Rostock ist es mit Hilfe von Mikro-Computer-Tomographie und 3D-Druck-Technologie erstmals gelungen, das Arbeitsprinzip der Gelenke von Skorpionsschwänzen zu entschlüsseln. Die zwar simpel gebauten, aber technisch außergewöhnlichen Gelenke der Skorpionsschwänze wurden bis dato weder in der Technik noch in der Biologie beschrieben. In einem jüngst in der renommierten Fachzeitschrift „Journal of the Royal Society Interface“ erschienen Artikel haben die Forschenden nun über ihre Entdeckung berichtet.

Schnell und präzise kann sich der Schwanz der Skorpione im Raum bewegen und so seiner Beute das todbringende Gift injizieren. Obwohl der Schwanz der Skorpione, wie eine Extremität zum Jagen, Verteidigung oder Graben verwendet wird, handelt es sich dabei nicht um ein modifiziertes Bein oder einen modifizierten Arm, sondern um einen ganzen Körperabschnitt, der sich zu Gunsten einer hohen Beweglichkeit evolviert hat. Skorpione sind mit dieser Strategie schon seit über 400 Millionen extrem erfolgreich.

Doch wie muss ein Gelenk aussehen, um einen ganzen Körperabschnitt so beweglich werden zu lassen und wo liegt der Unterschied zu den Gelenken der Körperanhänge? Funktionell betrachtet ähnelt das Gelenk der Skorpionsschwänze einem Scharniergelenk mit zwei Kontaktflächen, wie man es auch in einem Arthropodenbein, also Gliederfüßern, finden würde. Anders als das Scharniergelenk hat das Gelenk der Skorpionsschwänze aber keine Gelenkpfanne und keinen Gelenkkopf, sondern zwei sattelartige Strukturen, die auf einer nahezu kreisrunden Öffnung gleiten. Das Prinzip, welches auf weiteren strukturellen Besonderheiten basiert, erlaubt es, die eindimensionale Bewegung eines Scharniergelenkes, um die Möglichkeit einer Drehung zu erweitern.

Technisch interessant ist das Gelenk vor allem, da es trotz seiner simplen Konstruktion, Bewegungen in zwei Achsen erlaubt und gleichzeitig ein Innenvolumen für Substanzen bereithält, wie z.B. für Flüssigkeiten. Insbesondere in der Robotik könnte eine industrielle Umsetzung des Gelenkes zum Einsatz kommen. Die Entdeckung des Gelenkes hat bereits einige internationale Aufmerksamkeit auf sich gezogen und wurde unter anderem in der wissenschaftlichen Rubrik der New York Times veröffentlicht.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Alice Günther
Universität Rostock
Institut für Biowissenschaften
Allgemeine & Spezielle Zoologie
E-Mail: alice.guenther@uni-rostock.de

PD Dr. Christian Wirkner
Universität Rostock
Institut für Biowissenschaften
Allgemeine und Spezielle Zoologie
Tel.: +49 381 498-6273
E-Mail: christian.wirkner@uni-rostock.de

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