Stand: 24.11.2017 09:00 Uhr  | Archiv

Was wir von Insekten lernen können

Ein asiatischer Marienkäfer (Harmonia axyridis) auf einem Blatt. © fotolia Foto: cornhaulio
Der Asiatische Marienkäfer verfügt über körpereigene Stoffe, die antibakteriell wirken.

Auf der Erde gibt es mehr Insektenarten als Pflanzen-, Säugetier-, Bakterien- und Viren-Arten. Sie machen etwa zwei Drittel allen Lebens auf der Erde aus. Wissenschaftler interessieren sich schon lange für sie, denn einige der kleinen Tierchen sind extrem widerstands- und anpassungsfähig. Sie können sowohl an heißen Orten als auch bei großer Kälte überleben und produzieren körpereigene Stoffe, die antibakteriell wirken. Bei der Insekten-Bionik geht es darum, die Geheimnisse der Tierchen zu entschlüsseln und auf Technik und Medizin zu übertragen.

Asiatische Marienkäfer als Lebensretter?

Eines der Forschungsobjekte ist der Asiatische Marienkäfer. Ursprünglich zur Bekämpfung von Blattläusen eingeführt, verdrängt er immer mehr die heimischen Zwei-Punkt-Marienkäfer. Forscher der Universität Gießen entdeckten im Immunsystem des Asiatischen Marienkäfers mehr als 50 Eiweiße, die gegen Pilze und Bakterien aktiv sind. Damit ist er außergewöhnlich gut gegen Krankheitserreger gewappnet, an denen andere Insekten sterben. Aus dem "Blut" des Marienkäfers isolierten die Forscher eine Substanz mit dem Namen Harmonin, die sowohl gegen Tuberkulose- als auch Malariaerreger wirksam ist. Dieser Stoff könnte Grundlage für neue Antibiotika sein, um in der Zukunft Menschen vor gefährlichen multiresistenten Keimen zu schützen. Die Entwicklung der Medikamente ist allerdings sehr langwierig.

Was Ingenieure vom Kartoffelkäfer lernen können

Ein Kartoffelkäfer (Leptinotarsa decemlineata) auf einem Blatt. © fotolia Foto: Eileen Kumpf
Vorbild für Ingenieure: Der Kartoffelkäfer.

Ganz anders der Kartoffelkäfer. Er hat als Schädling einen schlechten Ruf und richtet vor allem in der Landwirtschaft große Schäden an. Ingenieure können allerdings viel von ihm lernen: Der Käfer ist rund einen Zentimeter groß und auch wegen seines sehr stabilen Panzers extrem widerstandsfähig. Schwarz-gelbe Deckflügel schützen sensible Hinterflügel, die eingefaltet darunter liegen. Sie müssen stabil und leicht sein, weil der Käfer sonst nicht fliegen könnte. Forscher der Universität Stuttgart nahmen die Flügelstruktur unter die Lupe.

Es zeigte sich, dass der Deckflügel des Kartoffelkäfers aus zwei Schalen besteht und innen hohl ist. Zwischen den Schalen leiten Fasern die Kräfte von der Oberschale in die Unterschale weiter. Die säulenförmigen Bündel sind in vielen Richtungen miteinander verwachsen. So gibt es immer eine Faser, die Belastungen aufnehmen kann. Die Stuttgarter Forscher imitierten die Faserstrukturen und zeigten damit der Architektur neue Herstellungsverfahren auf.

Seide für künstliche Knochen?

Ein weiteres Vorbild aus der Natur ist der Seidenspinner. Schon seit Jahrtausenden nutzen die Menschen seine weiche und reißfeste Faser und machen Kleider daraus. Synthetisch herstellen lässt sich Seide, die rund ein Drittel der Zugkraft von Stahl hat, bisher noch nicht. Die Raupen spinnen rund einen Kilometer davon, um ihren Kokon, also die Puppenhülle, zu bauen. Forscher aus Boston entdeckten vor einigen Jahren das Potenzial der Seide: Sie arbeiten seitdem an einem Verfahren, um die Kokons zu verflüssigen. Aus dem Material versuchen sie, künstliche Blutgefäße und, mithilfe eines 3D-Druckers, sogar Knochenersatzteile herzustellen. Ein Prototyp ist bereits fertig.

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Dieses Thema im Programm:

Mein Nachmittag | 24.11.2017 | 16:20 Uhr

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