Patent der Natur: Froschzungen werden erst dann klebrig, wenn sie Beute berühren – warum, haben Forscher nun herausgefunden. Demnach reagiert der Schleim auf der Zunge der Amphibien auf Druck. Sobald der Kontakt mit dem Beutetier erfolgt ist und die Zunge wieder zurückgezogen wird, ordnen sich die Moleküle des Schleims neu an. Erst dadurch bekommt er seine Haftwirkung, wie das Team berichtet.
Die Froschzunge ist ein geniales Patent der Natur: Für das menschliche Auge kaum erkennbar, schleudern Frösche ihr Jagdinstrument rasend schnell schmackhafter Beute entgegen. Klebriger Schleim sorgt dabei dafür, dass Fliegen, Mücken und Co auch tatsächlich haften bleiben. Diese Haftwirkung behält der Zungenschleim interessanterweise aber nicht dauerhaft – er klebt nur beim Beutefang. Wie kommt das zustande?
Beute hinter Glas
Wissenschaftler vermuten schon länger, dass der Schleim auf Druck reagiert und die Haftwirkung erst durch das Einziehen der Zunge einsetzt. Ob das stimmt und wie dieser Mechanismus genau funktioniert, hat nun ein Team um Elliot Fowler von der Oregon State University in Corvallis untersucht. „In unserer Studie haben wir Abdrücke einer Froschzunge analysiert und dafür die äußeren vier bis fünf Nanometer der Oberfläche näher untersucht, denn hier laufen die entscheidenden Prozesse ab“, berichtet Fowlers Kollege Joe Baio.
Für ihre Untersuchung setzten die Forscher Hornfrösche (Ceratophrys) vor eine Glasscheibe, hinter der sich Beutetiere befanden. Beim Versuch, diese zu fangen, stießen die Frösche mit ihrer Zunge an die Glasscheibe. Die dort hinterlassenen Abdrücke analysierte das Team anschließend mithilfe der sogenannten Summenfrequenzspektroskopie sowie der Röntgen-Nahkanten-Absorptions-Spektroskopie – einer Methode, mit der die Häufigkeit sowie die räumliche Lage von Atomen oder Molekülen auf einer Oberfläche erfasst werden kann.
Aus Chaos wird Ordnung
Die Auswertungen zeigten: Der Froschzungenschleim reagiert tatsächlich auf Druck. So ordnen sich die zuvor wahllos positionierten Moleküle systematisch in winzigen Fasern an, sobald die Zunge die Beute berührt hat und wieder zurückgezogen wird. Dabei richten sich hydrophobe, wasserabweisende Molekülgruppen an der Glasoberfläche aus. Wasseranziehende Gruppen ordnen sich dagegen am Schleim aus, wie die Wissenschaftler berichten.
„Diese physikalische Einwirkung durch das Zurückziehen der Zunge ändert die chemische Struktur des Schleims. So wird die Zunge klebrig“, erklärt Baio. In Zukunft wollen er und seine Kollegen untersuchen, ob die Schleimmoleküle je nach Oberfläche unterschiedlich reagieren. Das Verständnis solcher physikalisch-chemischen Mechanismen könnte dann in die Entwicklung neuer Materialien einfließen. (Biointerphases, 2018; doi: 10.1116/1.5052651)
(Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, 28.11.2018 – DAL)
