Spinnen im Weltall: Licht als Ersatz für Schwerkraft

Eine sehr hübsche Geschichte hat die Universität Basel gerade in einer Pressemitteilung herausgeschickt. Es geht um Spinnen, großartig findet das Folgende darum wohl nur, wer die nützlichen Tiere auch zumindest ein bisschen mag. Aber lassen wir die (übersetzte) Pressemitteilung zu Wort kommen.

Auf der Erde bilden Spinnen asymmetrische Netze, deren Zentrum zum oberen Rand hin verschoben ist. Im Ruhezustand sitzen die Spinnen mit dem Kopf nach unten, weil sie sich in Richtung der Schwerkraft schneller auf frisch gefangene Beute zubewegen können. Doch was machen Spinnentiere in der Schwerelosigkeit? Im Jahr 2008 wollte die NASA die Mittelschulen in den USA für dieses Experiment begeistern. Doch obwohl die Frage einfach war, war die Planung und Durchführung des Experiments im Weltraum äußerst anspruchsvoll. Dies führte zu einer Reihe von Pannen.

Zwei Exemplare von verschiedenen Spinnenarten flogen als „Spinnonauten“ zur Internationalen Raumstation (ISS), eines (Metepeira labyrinthea) als Haupt- und das andere (Larinioides patagiatus) als Reserve, falls das erste nicht überlebte. Panne 1: Der Reservespinne gelang es, aus ihrer Vorratskammer auszubrechen und in die Hauptkammer zu gelangen. Die Kammer konnte aus Sicherheitsgründen nicht geöffnet werden, so dass die Reservespinne nicht wieder eingefangen werden konnte. Die beiden Spinnen spannen etwas verworrene Netze und kamen sich dabei gegenseitig in die Quere. Panne 2: Und als ob das noch nicht genug wäre, vermehrten sich die Fliegen, die als Nahrung eingeschlossen waren, schneller als erwartet. Mit der Zeit krochen ihre Larven aus dem Zuchtbehälter auf dem Boden der Kiste in die Versuchskammer und bedeckten nach zwei Wochen große Teile des Frontfensters. Nach einem Monat konnte man die Spinnen hinter all den Fliegenlarven nicht mehr sehen.

Dieser Misserfolg nagte lange an Paula Cushing vom Denver Museum of Nature & Science, die an der Planung des Spinnenexperiments beteiligt war. Als sich 2011 wieder die Gelegenheit für ein ähnliches Experiment an Bord der ISS bot, holte die Forscherin Dr. Samuel Zschokke von der Universität Basel ins Boot, um den neuen Versuch vorzubereiten und zu analysieren. Diesmal begann das Experiment mit vier Spinnen derselben Art (Trichonephila clavipes): Zwei flogen in getrennten Habitaten zur ISS, zwei blieben in getrennten Habitaten auf der Erde und wurden unter identischen Bedingungen gehalten und beobachtet wie ihre Artgenossen auf Weltraumreisen – nur dass sie der terrestrischen Schwerkraft ausgesetzt waren.

Ursprünglich war geplant, vier Weibchen einzusetzen. Doch es kam zu einem weiteren Missgeschick, Panne 3: Die Spinnen mussten als Jungtiere für das Experiment ausgewählt werden, und es ist äußerst schwierig, das Geschlecht der Jungtiere zu bestimmen. Im Verlauf des Experiments stellte sich heraus, dass zwei der Spinnen Männchen waren, die sich im ausgewachsenen Zustand in Körperbau und Größe deutlich von den Weibchen dieser Art unterscheiden. Doch schließlich gab es auch mal einen Glücksfall – eines der Männchen war an Bord der Raumstation, das andere auf der Erde.

Die Spinnentiere sponnen also ihre Netze, zerlegten sie und sponnen neue. Jeweils drei Kameras machten alle fünf Minuten Aufnahmen. Zschokke, Cushing und Stefanie Countryman von BioServe Space Technologies der Universität von Colorado, die das Design und den Start der für den Weltraumflug zertifizierten Lebensräume mit den Spinnen und Fruchtfliegenlarven sowie das Kamerasystem zur Internationalen Raumstation überwachten, analysierten die Symmetrie von 100 Spinnennetzen und die Orientierung der Spinne im Netz anhand von rund 14.500 Bildern.

Es stellte sich heraus, dass die in der Schwerelosigkeit gebauten Spinnennetze tatsächlich symmetrischer waren als die auf der Erde gesponnenen. Ihr Zentrum lag näher an der Mitte, und die Spinnen hielten den Kopf nicht immer nach unten. Die Forscher stellten jedoch fest, dass es einen Unterschied machte, ob die Spinnen ihre Netze bei Lampenlicht oder im Dunkeln bauten. Auf der ISS im Lampenlicht gebaute Netze waren ähnlich asymmetrisch wie die terrestrischen Netze.

„Wir hätten nicht gedacht, dass Licht bei der Orientierung der Spinnen im Weltraum eine Rolle spielen würde“, sagt Zschokke, der das Spinnenexperiment analysierte und die Ergebnisse mit seinen Kollegen in der Zeitschrift Science of Nature veröffentlichte. „Wir hatten großes Glück, dass die Lampen oben in der Kammer angebracht waren und nicht an verschiedenen Seiten. Sonst hätten wir die Wirkung des Lichts auf die Symmetrie der Netze in der Schwerelosigkeit nicht entdecken können“.

Die Analyse der Bilder zeigte auch, dass die Spinnen in willkürlichen Orientierungen in ihren Netzen ruhten, wenn die Lichter ausgeschaltet waren, sich aber weg – d.h. nach unten – orientierten, wenn die Lampen an waren. Es scheint, dass die Spinnen das Licht als zusätzliche Orientierungshilfe nutzen, wenn die Schwerkraft fehlt. Da Spinnen ihre Netze auch im Dunkeln bauen und ohne Licht Beute fangen können, ging man bisher davon aus, dass Licht für ihre Orientierung keine Rolle spielt.

„Dass Spinnen ein Back-up-System für eine solche Orientierung haben, scheint überraschend, da sie im Laufe ihrer Evolution noch nie einer Umgebung ohne Schwerkraft ausgesetzt waren“, sagt Zschokke. Andererseits, so Zschokke, könne der Orientierungssinn einer Spinne verwirrt werden, während sie ihr Netz aufbaut. Das Organ, das für diesen Sinn verantwortlich ist, registriert die relative Position des vorderen Teils des Körpers zum hinteren. Während des Aufbaus des Netzes sind die beiden Körperteile in ständiger Bewegung, so dass eine zusätzliche Orientierungshilfe auf der Grundlage der Lichtrichtung besonders nützlich ist.

Ein Exemplar der Spinnenart Trichonephila clavipes an Bord der internationalen Raumstation ISS. (Bild: BioServe Space Technologies, Universität von Colorado Boulder)

One Comment

  • Spinnen sind gar nicht so dumme Tiere. Gerade die Radnetzspinnen haben teilweise sehr erstaunliche Verhaltensweisen, wie wir schon selbst erlebt haben.
    Danke für den Bericht. Auch für die anderen Informationen, ich muss ja nicht alles kommentieren.

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris, 54, ist Physiker und beschäftigt sich beruflich und privat schon lange mit den spannenden Phänomenen des Alls. So ist er für den redaktionellen Teil eines Weltraum-Magazins verantwortlich und hat mehrere populärwissenschaftliche Bücher über Weltraum-Themen geschrieben. Er wäre gern Astronaut geworden, musste aber aus verschiedenen Gründen auf der Erde bleiben. Ihn fasziniert besonders das „was wäre, wenn“. Sein Ehrgeiz ist es deshalb, spannende Science-Fiction-Geschichten zu erzählen, die genau so passieren könnten – und vielleicht auch irgendwann Realität werden.

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