Cleveres Konzept: Damit mühsam gesammelter Pollen nicht von ihren Beinchen fällt, bringen Bienen ihn mithilfe eines speziellen Klebers zum Haften. Dieser Klebstoff besteht unter anderem aus zuckerhaltigem Bienenspeichel. Das Geheimnis seiner besonderen Haftkraft aber ist eine Beschichtung aus Pflanzenöl, wie Forscher nun herausgefunden haben. Sie fungiert als Barriere, die den Kleber vor zu hoher Feuchtigkeit und Austrocknen schützt – ein Prinzip, das sich auch für neue synthetische Klebstoffe nutzen ließe.
Honigbienen sind fleißige Insekten: Mehrere Stunden am Tag verbringen sie damit, von Blüte zu Blüte zu fliegen und Nektar und Pollen zu sammeln. Den Blütenstaub transportieren sie dabei in sogenannten Körbchen an ihren Hinterbeinen – speziellen Strukturen, an denen sich die „Ernte“ in konzentrierten Päckchen absetzt. Doch wie bewerkstelligen es die Bienen, dass die Pollenkörnchen bei Wind und Wetter an ihren Beinen kleben bleiben?
„Eine Biene hat es manchmal mit nassen und feuchten Bedingungen, aber auch mit windigen und trockenen Begebenheiten zu tun. Ihre Pollenpakete müssen also solchen Feuchtigkeitsschwankungen standhalten und trotz allem haften bleiben. Genau damit tun sich synthetische Klebstoffe bisher noch schwer“, erklärt Carson Meredith vom Georgia Institute of Technology in Atlanta.
Zwei Komponenten
Aus diesem Grund haben er und seine Kollegen den Klebetrick der Bienen nun genauer unter die Lupe genommen. Bekannt ist in diesem Zusammenhang bereits, dass die Insekten auf zwei Substanzen setzen, um dem Pollen im Körbchen die nötige Haftung zu verleihen: Zum einen kleben sie den Blütenstaub mithilfe ihres zuckerhaltigen Speichels zusammen, der aus aufgenommenem Nektar entsteht. Zum anderen spielt ein pflanzenbasierter Stoff für die Klebewirkung eine Rolle.
Um mehr über die Wirkweise des Bienenklebers zu erfahren, untersuchten die Wissenschaftler Löwenzahnpollen, den sie Honigbienen abgenommen hatten. Dabei identifizierten sie neben dem nektarhaltigen Speichel eine mit dem Nektar nicht mischbare Phase, bei der es sich wahrscheinlich um Pollenkitt handelt – der zweiten Komponente des Klebstoffs. Pollenkitt ist eine klebrige Masse, die häufig die äußere Hülle von Pollen umgibt und einen hohen Anteil an Fetten oder Ölen enthält.
Schützende Barriere
Wie wirken diese beiden Bestandteile zusammen? Dies testeten die Forscher, indem sie die ölbasierte Komponente von der zuckerhaltigen trennten. Es zeigte sich: Ohne die ölhaltige Beschichtung haftete der zuckrige Kleber deutlich schlechter. Mit zunehmender Feuchtigkeit nahm er immer mehr Wasser auf, sodass seine Klebewirkung verloren ging. Dasselbe galt, wenn die Luft zu trocken wurde und der Kleber dadurch austrocknete.
Mit der öligen Phase zusammen war der Haftverlust bei sehr hoher oder sehr niedriger Luftfeuchtigkeit dagegen nur halb so hoch, wie Meredith und sein Team berichten. „Es funktioniert wie eine Schicht Bratöl, die eine Pfütze aus Sirup überzieht. Das Öl schirmt den Sirup von der Luft ab und verlangsamt das Austrocknen oder Nasswerden auf diese Weise erheblich“, sagt der Forscher.
Vorbild für bessere Kleber
Das Wissenschaftlerteam glaubt, dass sich das clevere Konzept des Bienenklebers auf menschengemachte Klebstoffe übertragen lässt: „Man könnte die Wirkweise dieses Materials zum Vorbild nehmen, um neue Kleber mit einer äußeren Ölbarriere zu entwickeln, die weniger empfindlich auf Feuchtigkeitsänderungen reagieren“, sagt Meredith.
Darüber hinaus könnte noch ein weiteres Prinzip des Bienenklebers für die Forschung interessant sein: „Wir haben uns gefragt, wie die Biene den Pollen im Stock von ihren Beinen entfernt bekommt, wenn er doch so außerordentlich gut klebt“, berichtet Meredith. Das Geheimnis: Der Pollen muss langsam abgestreift werden.
Denn je schneller die Kraft ist, die auf den Kleber einwirkt, desto schlechter lässt er sich entfernen, wie das Team herausfand. „Dies ist eine Eigenschaft der Kapillaradhäsion, die für eine Reihe von Anwendungen genutzt werden könnte“, schließt Meredith. (Nature Communications, 2019; doi: 10.1038/s41467-019-09372-x)
Quelle: Georgia Institute of Technology
