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Struktur und Funktion der Geckohaut untersucht Mit Nanohaaren der Trockenheit trotzen

Quelle: Pressemitteilung Christian-Albrechts-Universität zu Kiel 2 min Lesedauer

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Christian-Albrechts- Universität zu Kiel
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Sie haben Haare an den Füßen und haften selbst an Glas: Geckos. Dass die feinen Härchen der Echsen auch beim Überleben in trockenen Gebieten helfen könnten, zeigt eine Studie von Kieler Forschern.

Ein Tokay-Gecko haftet an einer Glasscheibe(Bild: Filippov et al.)
Ein Tokay-Gecko haftet an einer Glasscheibe
(Bild: Filippov et al.)

In einer trockenen Buschlandschaft kann ein Gecko über seine hauchdünne Haut schnell Wasser verlieren und dadurch austrocknen. Doch die Tiere verfügen über eine besondere Anpassung: Ihre Haut ist mit winzigen, nanometergroßen Härchen bedeckt, den so genannten Setulae. Sie könnten dabei helfen, Feuchtigkeit auf der Haut zu halten.

Die winzigen Hautstrukturen sind der Wissenschaft schon seit Jahren bekannt und werden mit der erstaunlichen Haftkraft der Tiere in Verbindung gebracht. Auffällig ist allerdings, dass die Setulae besonders häufig bei Geckos und Chamäleons vorkommen, die in trockenen oder halbtrockenen Lebensräumen leben. Das brachte Forschende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) auf eine naheliegende Frage: Könnten die Härchen den Tieren helfen, Wasser zu sparen? Dem sind die Wissenschaftler in einer nun veröffentlichten Studie nachgegangen.

Computermodell von Gecko-Härchen

„Biologische Strukturen entstehen nicht zufällig, sondern sind das Ergebnis evolutionärer Prozesse, in denen genetische Variation durch natürliche Selektion geformt wird“, sagt Professor Stanislav Gorb vom Zoologischen Institut, der die Studie geleitet hat. „Was ist also die ursprüngliche Funktion solcher Strukturen? Wir wollten herausfinden, ob diese feine Struktur die Verdunstung verringert.“

Dazu entwickelte Gorb mit seinem Forschungsteam ein vereinfachtes Computermodell der Geckohaut und bildeten darin eine Reihe der winzigen Setulae ab. Mithilfe von Strömungsmodellen simulierten sie anschließend, wie sich die Luft über die Haut bewegt und welchen Einfluss die Härchen im Nanomaßstab darauf haben.

Eine Grenzschicht gegen das Austrocknen

Zunächst vermuteten die Forschenden, dass die Härchen auch einen gegenteiligen Effekt haben können: Durch die vergrößerte Hautoberfläche hätte mehr Wasser verdunsten und die Echsen noch schneller austrocknen können. Dem Modell zufolge jedoch halten die Härchen Luft in ihren Zwischenräumen fest. Dadurch könnten die Setulae die Haut abschirmen und den Wasserverlust verringern.

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen die winzigen Härchen, so genannten Setulae, auf der Echsenhaut.(Bild: Filippov et al.)
Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen die winzigen Härchen, so genannten Setulae, auf der Echsenhaut.
(Bild: Filippov et al.)

„Die Struktur im Nanomaßstab erzeugt eine Grenzschicht. Das bedeutet, dass die Wassermoleküle, die von der Hautoberfläche in die Luft gelangen, in dem begrenzten Raum viele Male zurückprallen und einige von ihnen wieder zurückkehren“, erklärt Gorb.

Die Modellierung liefert damit einen möglichen Mechanismus, wie die Hautstrukturen den Wasserverlust verringern könnten. Ob dieser Effekt tatsächlich auf der Haut lebender Geckos auftritt, müssen Experimente zeigen. Dafür will das Team in einem nächsten Schritt künstlich hergestellte Haut oder von Geckos abgestreifte Haut untersuchen. Außerdem möchten die Forschenden den Einfluss von Lipiden genauer erforschen, die in die Hautstruktur eingebettet sind und die Oberfläche wasserabweisender machen.

Originalpublikation: Alexander E. Filippov, Alexander Kovalev, Elena V. Gorb et al. (2026): „Surface protrusions of the microstructured lizard skin may reduce evaporation intensity: Numerical modelling approach“, Biointerphases 21: 041006; DOI: 10.1116/6.0005508

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