Ihr Warenkorb ist leer

Einkaufen

Stück: 0

Summe: 0,00

0

Wie kleben Geckos an glatten Oberflächen?

Wie kleben Geckos an glatten Oberflächen?

Geckos können sich an Wänden und Decken bewegen. Die Animation erklärt den Haftmechanismus.

Biologie

Schlagwörter

Gecko, Terrarium, dispersive, Adhäsion, Sekundärbond, Hornschuppen, Tier, Wirbeltiere, Reptil, Insektenfresser, Nektarfresser, Biologie

Verwandte Extras

3D-Modelle

Goldstaub-Taggecko

  • Goldstaub-Taggecko - Diese Geckoart ist im Norden Madagaskars und auf den nahegelegenen Inseln beheimatet und ist eine der buntesten Geckoarten. Sie wurde nach den gelben Schuppen auf dem Rücken benannt. Das Tier ist 10–13 cm lang und wiegt 40–80 g. Sein Körper ist gelblich-grün oder hellgrün, während seine Beine meist blau sind. Er bewohnt Bananenstauden und Palmen. Er ist tagsüber aktiv und ernährt sich von Insekten, kleineren Reptilien und Früchten.

Schon seit der Antike sind die Menschen davon fasziniert, wie sich Geckos auf den glatten Oberflächen von Wänden oder sogar an Decken sicher bewegen können. Doch erst zu Beginn des 21. Jahrhunderts konnten Wissenschaftler diese Frage beantworten. Die Antwort liegt in der ganz besonderen Anatomie der Sohle des Geckos. Die starke Haftung zwischen den Füßen von Geckos und glatten Oberflächen resultiert aus der Anziehungskraft, der sogenannten Van-Der-Waals-Bindung zwischen Molekülen.

Körperbau des Tieres

  • Fuß - Die Sohle des Geckos ist mit einer Reihe von Lamellen gepolstert, die aus winzigen Haaren, den sogenannten Setae bestehen. Diese teilen sich in noch kleinere Hafthärchen, in die Spatulae, auf. Die Spatulae sorgen durch die Van-der-Waals-Wechselwirkung für einen starken Halt. Das ist der Grund dafür, dass Geckos sogar die Decke entlang laufen können.
  • Gehörgang
  • blauer Augenring
  • rote Längsstreifen auf dem Hinterrücken
  • Körperlänge: 10 bis 13 Zentimeter
  • leicht abgeflachter Schwanz - Geckos können ihren Schwanz abwerfen, wenn ihr Leben in Gefahr ist. Dieses Phänomen wird als Autotomie bezeichnet.

Aufbau der Fußsohle

  • Setae - Ihr Durchmesser beträgt ca. 5 Tausendstel Millimeter (5 Mikrometer). Zum Vergleich: der Durchmesser des dünnsten menschlichen Haares beträgt ca. 19 Mikrometer. Auf jedem einzelnen Quadratmillimeter der Fußsohle sitzen ca. 14.000 Setae, auf den vier Fußsohlen insgesamt ca. 6,5 Millionen.
  • Seta - Ihr Durchmesser beträgt ca. 5 Tausendstel Millimeter (5 Mikrometer). Zum Vergleich: der Durchmesser des dünnsten menschlichen Haares beträgt ca. 19 Mikrometer. Auf jedem einzelnen Quadratmillimeter der Fußsohle sitzen ca. 14.000 Setae, auf den vier Fußsohlen insgesamt ca. 6,5 Millionen.
  • Spatulae - Jede Seta teilt sich noch in 100 bis 1.000 Spatulae, so beträgt die Anzahl der Spatulae insgesamt mehrere Milliarden. Zwischen den Spatulae und der Oberfläche wirken schwache Van-der-Waals-Bindungen, die eine extrem starke Haftung möglich machen: theoretisch würden diese Bindungen mehr als hundert Kilogramm halten können. Die Sohle löst sich durch Veränderung der Neigungswinkel der Setea von der Oberfläche. Dafür reicht auch eine geringe Kraftausübung aus, denn die Bindungen werden nicht gleichzeitig gelöst.
  • Spatula
  • Van-der-Waals-Wechselwirkung (Londonsche Dispersionswechselwirkung) - Zwischen der Oberfläche und den Enden der Spatulae entstehen schwache Bindungen. Wegen der Schwingungen der Atomkerne kommen Ladungsverschiebungen in dem unpolaren Molekül zustande und das Molekül wird vorübergehend polarisiert. Die Folge ist, dass auch ein nahes unpolares Molekül polarisiert wird und zwischen den zwei Molekülen eine elektrische Anziehungskraft entsteht.

Haften und Loslösen

  • Spatula
  • Van-der-Waals-Wechselwirkung (Londonsche Dispersionswechselwirkung) - Zwischen der Oberfläche und den Enden der Spatulae entstehen schwache Bindungen. Wegen der Schwingungen der Atomkerne kommen Ladungsverschiebungen in dem unpolaren Molekül zustande und das Molekül wird vorübergehend polarisiert. Die Folge ist, dass auch ein nahes unpolares Molekül polarisiert wird und zwischen den zwei Molekülen eine elektrische Anziehungskraft entsteht.
  • Haften
  • Loslösen

Animation

Geckos sind auch als Haustier beliebte Reptilien. Sie sind bekannt dafür, dass sie Wände hoch und Decken entlang gehen können. Diese besondere Fähigkeit haben sie der Struktur ihrer Füße zu verdanken.

An einer Gecko-Sohle befinden sich winzige Haare, die sogenannten Setae. Sie sind nur ca. 5 Tausendstel Millimeter, also 5 Mikrometer dick. Damit sind sie um vieles dünner, als das dünnste menschliche Haar. Das verfügt nämlich über einen Durchmesser von mindestens 19 Mikrometern.
Insgesamt befinden sich an den 4 Gecko-Füßen ungefähr 6,5 Millionen dieser Setae.
Jedes einzelne dieser winzigen Haare verzweigt sich in mehrere Hunderte oder gar Tausende noch dünnere Härchen, deren Enden spatelförmig sind. Insgesamt sind an den vier Gecko-Füßen von diesen sogenannten Spatulae mehrere Milliarden zu finden. Zwischen den Härchen und den Flächen wirken schwache Anziehungskräfte zwischen Molekülen und Atomen. Durch die hohe Anzahl der spatelförmigen Endungen summieren sich diese schwachen Anziehungskräfte und sichern so einen besonders starken Halt. Die vier Füße eines Geckos könnten theoretisch mehr als hundert Kilogramm an einer Oberfläche festhalten.

Die Sohlen lösen sich durch Veränderung des Neigungswinkels der Haare von der Oberfläche. Da sich die Bindungen nicht gleichzeitig lösen, ist eine geringe Kraftauswirkung ausreichend.

Van-der-Waals-Wechselwirkung (Londonsche Dispersionswechselwirkung)

  • Elektronenwolke
  • Atomkern - Der positiv geladene Kern und die negativ geladene Elektronenwolke der Atome geraten in Schwingung, deswegen entstehen temporäre Dipole.
  • elektrische Anziehungskraft - Geraten zwei Partikel in die Nähe voneinander und wird eins der beiden polarisiert, dann stößt der positive Pol des polarisierten Partikels den Atomkern vom anderen Partikel ab und zieht dessen Elektronenwolke an. Dadurch induziert es die Polarisation des anderen Partikels und zwischen ihnen tritt eine elektrische Anziehungskraft auf. Die Van-der-Waals-Wechselwirkung ist sehr schwach. Sie gilt auch unter den sekundären chemischen Bindungen als die schwächste. Wegen der bedeutenden Gesamtfläche der Spatulae sichert sie in ihrer Summe jedoch eine starke Haftung.

Die Londonsche Dispersionswechselwirkung zwischen Oberfläche und spatelförmiger Haarendung ist Bestandteil der Van-Der-Waals-Bindung. Der positiv geladene Atomkern und seine negativ geladene Elektronenwolke geraten in Schwingungen und es bilden sich vorübergehend Dipole.
Wenn zwei Partikel, zum Beispiel das der Gecko-Sohle und das einer Glasscheibe, in die Nähe voneinander geraten und ein Partikel polarisiert wird, dann stößt der positive Pol des polarisierten Partikels den Atomkern des anderen Partikels ab und zieht zugleich dessen Elektronenwolke an.
Dadurch induziert er die Polarisation des anderen Partikels und eine Anziehungskraft wirkt zwischen den beiden Teilchen.
Die Dispersionswechselwirkung ist äußerst schwach und sogar unter den sekundären chemischen Bindungen die schwächste. Wegen der großen Gesamtfläche der spatelförmigen Härchenendungen summiert sich aber ihre Kraft und kann so einen starken Halt sichern.

Verwandte Extras

Das Jemenchamäleon

Chamäleons sind Reptilien, die ihre Farbe ändern können.

Die europäische Sumpfschildkröte

In der Animation ist der Körperbau, Skelett und Panzer der Schildkröten dargestellt.

Die Kreuzotter

Eine europaweit vorkommende Giftschlange, deren Gift für Menschen nur selten gefährlich ist.

Die Ringelnatter

Die Schlange ist leicht an ihrem Nackenfleck zu erkennen.

Der Archaeopteryx

Er hat sowohl Vogel- als auch Reptilienmerkmale und wird als Urahn der Vögel betrachtet.

Der Teichfrosch

Allgemein bekannte Froschart, an deren Beispiel wir den Aufbau der Amphibien kennenlernen.

Der Tyrannosaurus rex

Der Tyrannosaurus ist ein riesiges fleischfressendes Urreptil und der bekannteste Dinosaurier.

Der Apatosaurus

Langhalsiger, riesengroßer pflanzenfressender Dinosaurier.

Der Triceratops

Seine drei knöchernen Hörner und der knöcherne Nackenschild machen ihn unverkennbar.

Die Bindungen des Stickstoffmoleküls

In der Animation sind die beiden die Stickstoffatome verbindenden Bindungen zu sehen.

Die Entstehung des Wasserstofmoleküls

Im Wasserstoffmolekül sind die Wasserstoffatome durch kovalente Bindungen verbunden.

Added to your cart.