Biologen aus den USA haben herausgefunden, warum Geckos einen so großen Sicherheitsspielraum brauchen, um an Oberflächen zu "kleben". Sitzt der Gecko auf einer flachen senkrechten Wand, reicht die Haftkraft seiner Beine aus, um das hundertfache Gewicht zu tragen. Wenn jedoch ein Gecko in seinem natürlichen Lebensraum auf einem Baumblatt springt und landet, ist dieser Bestand für ihn sehr nützlich. Wissenschaftler haben den Sprung eines Geckos simuliert und berechnet, dass die Haftkraft in einer realen Situation kaum ausreicht, um bei der Landung zu fangen. Ein wissenschaftlicher Artikel mit Berechnungen wurde im Journal of The Royal Society Interface veröffentlicht.
Geckos haben durch ihre spezielle Fußanordnung die einzigartige Fähigkeit, sich an steilen Oberflächen festzuhalten. Die Polster an den Beinen von Geckos sind mit Mikrofasern und Haken bedeckt, die durch Van-der-Waals-Kräfte mit der Oberfläche interagieren. Auf perfekt ebenen Oberflächen wie Glas und Acryl übersteigt die Zugkraft die Kraft, die erforderlich ist, um das Gewicht des Geckos zu tragen, um mehrere Größenordnungen. Diese Tatsache überrascht Ingenieure, aber keine Biologen, die sich vorstellen, dass sich Geckos in ihrem natürlichen Lebensraum auf viel weniger ebenen Flächen bewegen müssen.
Vielfalt an Oberflächen, auf denen sich Geckos bewegen
Um zu beurteilen, welchen Prüfungen Geckos in ihrer charakteristischen ökologischen Nische ausgesetzt sind, führte einer der Autoren der Arbeit Feldversuche in den Wäldern von Französisch-Guayana (Südamerika) durch. Gegenstand seiner Forschung war der Rotschwanzgecko Thecadactylus rapicauda. Diese Eidechsen leben in den Baumkronen des Waldes und springen auf der Flucht vor Raubtieren von ihrem Sitzplatz und klammern sich dann im freien Fall an Blätter oder Zweige. Forscher beobachteten, wie ein Gecko erfolgreich auf einem Baumblatt landete, nachdem er 15 Meter geflogen war.
Wissenschaftler schlugen vor, dass sich in Geckos während der Evolution unter ähnlichen Bedingungen ein leistungsstarker Klebeapparat entwickelt hat, und beschlossen, zu berechnen, welche Belastung die Beine eines im Einzelhandel verkauften Geckos bei der Landung aus dem freien Fall erleben. Die Autoren berücksichtigten ein Maximum an Faktoren - das Gewicht der Tiere, die Aerodynamik des Sturzes, die Winkel, in denen sich der Gecko an den Blättern festklammert, die Elastizität der Zweige. Die Flugsimulation hat gezeigt, dass der Grifffaktor im Ruhezustand auf einer ebenen Fläche 100 beträgt, bei der Landung nach einem Sprung zwischen 10 und weniger als eins variiert, d. h. der Gecko hat kaum genug Kraft, um sein Gewicht dort zu halten, wo er es versucht fangen.
Kräfte, die auf den Gecko und die Oberfläche wirken, wenn er versucht, auf einem Baumblatt zu bleiben
Dank ihrer Beine werden Geckos nicht nur von Biologen, sondern auch von Ingenieuren geliebt. Prototypen von Geräten, die Pfoten simulieren, werden ständig verbessert, aber die Forscher haben es noch nicht geschafft, natürliche Perfektion zu erreichen. Die neue Arbeit kann helfen, das Problem des Haltens von Objekten in der Dynamik durch solche Geräte sowie von Objekten mit einer deformierten Oberfläche zu lösen. Eine Lösung für dieses Problem haben wir bereits beschrieben – Ingenieure haben einen druckgesteuerten Saugnapf entwickelt, der eine Vielzahl von Objekten greifen kann. Wir haben auch über den künstlichen "Gecko-Fuß" gesprochen, der sich unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung von der Oberfläche löst.
