11.07.2007 · Schnecken nutzen ihren klebrigen Schleim, um Hindernisse zu überwinden. Von den einzigartigen Eigenschaften der schleimigen Sekrete versprechen sich Wissenschaftler Anregungen für künstliche Klebstoffe.
Von Diemut Klärner
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Schnecken hinterlassen mitunter langlebige Schleimspuren
Dank ihres klebrigen Schleims können Schnecken auch glatte, senkrechte Hindernisse mühelos überwinden. Obwohl dieses eiweißhaltige Gel zu mehr als 95 Prozent aus Wasser besteht, verleiht es den Tieren eine exzellente Bodenhaftung. Selbst an feuchten Flächen, ja sogar unter Wasser bleibt ihre Schleimspur haftfähig. Erstaunlich ist das deswegen, weil Wassermoleküle elektrische Dipole sind, die elektrostatische Interaktionen zwischen anderen Molekülen empfindlich stören können. Anscheinend sind die Vernetzungen zwischen den Eiweißmolekülen im Schneckenschleim gegen solch destruktive Einflüsse gefeit. Bei diesen wasserfesten Bindungen spielen metallische Spurenelemente, insbesondere Eisen, eine wichtige Rolle. Das haben kürzlich Biologen des Ithaca College im Staat New York herausgefunden.
Als Forschungsobjekt diente die Braune Wegschnecke (Arion subfuscus), eine weit verbreitete Nacktschnecke, die sich in Wiesen, Wäldern und Gärten tummelt. Das Protein, das ihren Schleim klebrig macht, kann auch andere Substanzen außerordentlich effektiv vernetzen, zum Beispiel pflanzliche Kohlenhydrate, die normalerweise erst beim Kochen gelieren. Neben Proteinen enthält der Schneckenschleim auch beachtliche Mengen Zink, Eisen, Kupfer und Mangan. Wie wichtig der Metallanteil ist, zeigt sich, wenn man sogenannte Chelatbildner zusetzt. Diese Substanzen, die Metallionen einfangen, verhindern zuverlässig, dass sich die Eiweißmoleküle vernetzen („Journal of Experimental Biology“, Bd. 210, S. 2137).
Anregungen für künstliche Klebstoffe
Wurde aufgelöster Schneckenschleim dagegen mit Eisenchlorid angereichert, so verklumpten seine Proteine rasch und setzten sich auf dem Boden des Reagenzglases ab. Mit einem Färbemittel ließ sich nachweisen, dass sie die Eisenionen dauerhaft an sich gebunden hatten. Durch welche Art von chemischer Bindung die Eiweißmoleküle miteinander verknüpft wurden, ist freilich noch ebenso ungeklärt wie die mögliche Rolle anderer Metallionen. Mit welchen Tricks die Schnecken arbeiten, ist nicht nur von akademischem Interesse. Von den einzigartigen Materialeigenschaften der schleimigen Sekrete versprechen sich die Wissenschaftler nämlich auch Anregungen für künstliche Klebstoffe.
Die Proteine entfalten ihre Klebkraft zwar schon in geringer Konzentration. Gilt es aber, wie das bei Strandschnecken der Fall sein kann, sogar noch in der Brandungszone der Küste sicheren Halt zu finden, bedarf es schon beträchtlicher Mengen an Proteinen. Die Schleimproduktion erfordert dann ein Mehrfaches jener Stoffwechselenergie, die eine Schnecke beim Umherkriechen in die Muskelarbeit investieren muss. Wenn sich die Tiere allerdings auf bereits gespurten Bahnen bewegen, sparen sie viel Energie. Das haben Untersuchungen ergeben, die Mark Davies und Janine Blackwell von der University of Sunderland an Strandschnecken (Littorina littorea) von der britischen Nordseeküste vorgenommen haben („Proceedings of the Royal Society“, Teil B, Bd. 274, S. 1233).
Flacher Mittelstreifen
Auch wenn die Schleimspuren den Gezeiten ausgesetzt waren, erwiesen sie sich als bemerkenswert langlebig. Zwar verloren sie mit der Zeit ihr charakteristisches Profil - der ursprünglich stark aufgewölbte Mittelstreifen wurde flacher -, und ihre Dicke nahm im Laufe einer Woche von 20 bis 30 Mikrometern auf weniger als zehn Mikrometer ab. Aber erst nach mehr als zwei Wochen war die Fährte auf den Felsen spurlos verschwunden.
Wenn Strandschnecken auf einer frischen Schleimspur kriechen konnten, sonderte ihre Fußsohle rund siebzig Prozent weniger Schleim ab als sonst üblich. War die Spur eine Woche alt, so betrug die Einsparung immerhin noch fast fünfzig Prozent. Kein Wunder also, dass diese Tiere ihren Artgenossen gern auf dem Fuß folgen.
