| Anstoß zu dieser Arbeit gab die in 2013 durchgeführte Jugend forscht-Arbeit, in der bereits experimentelle Untersuchungen an Spinnenseide durchgeführt wurden. In der jetzigen Arbeit lag der Fokus auf Überlegungen zur Verbesserung der funktionalen Beschaffenheit der Fäden. Bislang wurde von Wissenschaftlern lediglich versucht, die Fäden im Nachhinein mit metallischen Partikeln zu verstärken oder dem Trinkwasser für die Spinne schädliches Graphen zuzusetzen (Spiegel online, 2015). Es wurde eine neue und völlig andere Methode gewählt, Einfluss auf die mechanische Qualität wie Steifigkeit, Dehnbarkeit und Zähigkeit des Abseilfadens zu nehmen. So sollte untersucht werden, ob sich die physiologischen Eigenschaften der Tiere durch Unterschiede in der Nahrungsmenge (Vollfütterung und Diät) und in der Zusammensetzung des Trinkwassers (Teich- und deionisiertes Wasser) steuern lassen. Die Idee war, durch Unterschiede im Futter Einfluss auf das Gewicht und die Größe der Spinne zu nehmen und dadurch die Zugfestigkeit des Abseilfadens zu beeinflussen. Eine Vollfütterung sollte den Zusammenhang auf molekularer Ebene verstärken und die Festigkeit des Abseilfadens erhöhen. Für die Umsetzung der Idee und einer Untersuchung der kausalen Zusammenhänge war es wichtig, von jeder Spinne am Melktag (Seide melken = „silken“) den genauen Entwicklungs- und Fütterungszustand zu kennen. Es wurde deshalb, auch aus Tierschutzgründen, nach dem "Reduce und Refine-Prinzip" vorgegangen, also möglichst wenige Tiere einer verminderten Belastung auszusetzen und dennoch durch konstante Laborbedingungen Zusammenhänge aufzudecken. Für die Untersuchungen wurden vier Spinnen der Art Nephila edulis gewählt. Aufgrund ihrer Größe ist das Messen, Wiegen, Füttern und Melken einfacher als bei kleineren Spinnen und sie lassen sich gut halten und züchten. Die praktische Arbeit wie die Fütterung, das Wiegen und Melken der Spinnen, die Bestimmung des Fadendurchmessers und die Zug- und Spannungstests wurden am Lehrstuhl Biomaterialien in Bayreuth (Leitung Prof. Dr. Thomas Scheibel) durchgeführt. Neue Ansätze und Erkenntnisse in der Auswirkung von Nahrungsmenge und ihrer Zusammensetzung auf die Qualität des „Produktionsergebnisses“ können insbesondere für die Forschung an Spinnenseide nützlich sein. „Wenn man dem Know-how der Spinne folgt, dann kann auch der Herstellungsprozess von rekombinanter Spinnenseide davon profitieren.“ (Prof. Thomas Scheibel) |
| Name: | Lukas Kübrich |
| Fachgebiet: | Biologie |
| Regionalwettbewerb: | Oberfranken |