Alles nur „Fiction“ oder auch „Science“?

Welche von Spider-Mans Fähigkeiten besitzen auch echte Spinnen? Welche könnten Wissenschaftler auch auf normale Menschen übertragen? Und welche bleiben wohl immer Fiktion?

Auf den Researchers Days (diesen Freitag und Samstag in der Rockhal) ist science.lu vertreten mit dem "Super-Hero-Science Stand". Grund genug, die "Science" bei Spiderman unter die Lupe zu nehmen ;)

In den ursprünglichen Marvel Comics verwandelt Peter Parker sich durch den Biss einer radioaktiven Spinne in Spider-Man mit folgenden Superkräften:

• Er kann an Wänden und glatten Oberflächen hochlaufen und spürt Gefahren, bevor sie auftauchen;
• Er ist überaus stark, schnell, geschicklich und resistent gegen Impakte.
• Auβerdem entwickelt Peter Parker binnen kürzester Zeit seine Webshooter. Aus ihnen projeziert er im Handumdrehen lange, starke Fäden und unkaputtbare Netze, um sich damit von Hochhaus zu Hochhaus zu schwingen, Gauner einzufangen, oder sogar fahrende Züge anzuhalten.

Welche Fähigkeiten gibt es tatsächlich in der Natur?  Und welche könnte es mit ein wenig Nachhilfe der Wissenschaft geben?

Realität: Spinnen, die an Wänden hochlaufen

Spinnen, die Wände hochlaufen, gibt es. Ist die Oberfläche sehr glatt, z.B. Glas, gilt dies aber nicht wie oft angenommen für alle Spinnen, sondern nur für Springspinnen.

Springspinnen haben an ihren Fuβunterseiten zwischen zwei Krallen kleine, dicht gepackte Haarbüschel. Jedes Haar darin besteht aus ultrafeinen Fäden, die die Spinne durch eine abgesonderte Flüssigkeit benetzt. Durch eine Kombination von Adhäsionskräften (die durch Wechselwirkungen zwischen Molekülen entstehen) und Feuchtigkeit bleiben sie so auch an glatten Oberflächen „kleben“ – und das sogar kopfüber.

Da Spider-Man an verglasten Wolkenkratzern senkrecht hochlaufen kann, muss man also annehmen dass Peter Parker durch den Spinnenbiss die Fähigkeit einer Springspinne erlangt hat.  Doch ein Detail bleibt bei dieser Annahme unlogisch: Forscher haben berechnet, dass ungefähr 40% von Spider-Mans Körperoberfläche mit haftenden Zonen bedeckt sein müsste, um sein Körpergewicht zu tragen. Oder anders formuliert: er müsste sehr große Füße haben -  etwa Schuhgröße 145.

Trotzdem: Diese Spider-Man-Fähigkeit zu erlangen könnte für Normalsterbliche in Zukunft möglich sein. Ingenieure der Uni Stanford haben Handschuhe entwickelt, die an Geckofüβen inspiriert sind. Erste zaghafte Versuche damit eine Glaswand zu erklimmen waren erfolgreich.

Spinnen sind nicht für ihre Stärke, Schnelligkeit und Eleganz bekannt

Weniger naturgetreu ist die ausgesprochene Stärke, Schnelligkeit und Geschicklichkeit von Spider-Man. In einer Episode bricht Spider-Man ein Stahlrohr in zwei Stücke, in einer anderen besiegt er einen professionellen Wrestler.
Im Gegensatz zu Ameisen sind Spinnen nicht für ihre Stärke bekannt. Sie bewegen sich zwar recht schnell, aber nicht auβergewöhnlich schnell für ihre geringe Gröβe. Außerdem wäre es nur eine Frage der Zeit, bis sie über ihre eigenen 8 Füβe fallen würden.

Auch mögen Spinnen zwar über den Boden und ihre Netze huschen, aber besonders elegant sehen sie dabei nicht aus. Eine Ausnahme bildet die Rad-Spinne in der Sahara: Sie bewegt sich durch Salto mortale forwärts – und das auch bergauf!
Zu guter Letzt würden wohl nur wenige Spinnen heftige Auf- und Faustschläge von der Art überleben, die Spider-Man wieder und wieder wegsteckt.

Diese Eigenschaften hat Spider-Man also wohl nur, weil ein Superheld sie halt haben muss !

Spider-Sense: ein geschärftes Wahrnehmungsvermögen

Spider-Man „spürt“ Gefahren, bevor sie auftauchen. Spinnen können zwar nicht explizit Gefahren voraussehen, aber sie besitzen ein ausgeklügeltes System, um ihre Beute zu wittern und zu erkennen.
Der Körper einer Spinne ist mit feinen Härchen übersäht (sogenannte Setae). Diese haben eine sensorische Funktion: Sie erkennen Signale aus der Umwelt und übermitteln Informationen direkt dem Spinnenhirn. Einige dieser Härchen können z.B. Vibrationen am Boden oder in der Luft wahrnehmen, die durch Bewegungen von Beute ausgelöst werden. Haare an den Beinen reagieren sogar auf chemische Signale: Berührt eine Spinne ihre Beute, erkennt sie so umgehend ob diese essbar ist.

Dieses geschärfte Wahrnehmungsvermögen der Spinne könnte man also mit dem Spider-Sense von Spider-Man vergleichen.

Kann ein Mensch an einem Spinnenfaden hängen?

Seidenfäden von Spinnen sind verhältnismäßig sehr stabil - zwei bis dreimal zäher als synthetische Fasern wie Nylon oder Kevlar. Doch können sie auch das Gewicht eines ausgewachsenen Menschen tragen? Das WDR Kopfball-Team hat das Experiment zusammen mit Wissenschaftlern der Uni Oxford gemacht. Die Antwort: jein. Ein einzelnder Spinnenfaden nicht. Aber ein Seil aus 25000 Fäden schon.

Sie haben 100 aus Australien stammende Seidenspinnen „gemolken“ und aus 26349 Fäden von je 0,005 Millimeter Durchmesser (20x dünner als ein menschliches Haar) ein Seil angefertigt. Das Seil konnte tatsächlich über 100 kg (den Journalisten plus Material) tragen. Zuvor hatte das Team berechnet, welche Last ein einzelner Faden dieser Spinnenart tragen könnte (3,15 g – mehr als die Spinne selber wiegt).

Wie spinnen Spinnen?

Alle Spinnen können Spinnenseide spinnen (aber nicht alle bauen Netze). Sie produzieren Seidenfaden zu unterschiedliche Zwecken: um Netze zu bauen, Beute einzuwickeln, als Selbstsicherung oder um ein Eikokon herzustellen.
Der Seidenfaden ist eine Kette aus Eiweiβmolekülen, den Seidenproteinen. Seidenproteine werden in mehreren Drüsen im Hinterteil der Spinnen zunächst einzeln hergestellt und in einer Flüssigkeit gelagert. Bei Bedarf zieht die Spinne sie durch die Spinnwarzen heraus. Erst dann entsteht durch eine chemische Reaktion ein fester, stabiler Faden.

Und Spider-Man?

Materialforscher und -industrie haben groβes Interesse daran, künstliche Seidenfäden herzustellen, um diese z.B. in Textilien einzuweben oder als Operationsgarn zu verwenden. Die Herstellung künstlicher Seidenfäden ist allerdings nicht so einfach - es kommt auf die richtige Mischung der Seidenproteine an und richtig stabile Fäden konnten bisher nur aus flüssigen Lösungen gezogen werden.

Webshooter wie die von Spider-Man gibt es zur Zeit nicht. Klarer Fall für das LISS: das Luxembourg Institute of Superhero Science!

Ihr wollt mehr wissen über das LISS erfahren? Dann kommt am Samstag den 3. Dezember zu den Researchers Days in Rockhal von 10-18 Uhr. Mehr Infos auf www.researchersdays.lu. 

Autor: Michele Weber, Superhero Scientist am LISS (im Auftrag vom FNR); Editor: Jean-Paul Bertemes (idem)
Photo: shotshop.com