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Geckofüße

Selbst senkrecht oder kopfüber an glatten Glasscheiben entlang zu laufen, hat Menschen schon immer fasziniert. Seit über hundert Jahren ist diese Frage intensiver Forschungsgegenstand. Dank moderner Verfahren haben wir inzwischen eine recht genaue Vorstellung von den Besonderheiten des Geckofußes. Auch die Bionik interessiert sich für diese kleinen Reptilien. von Tobias Machts & Antonia Beuttner

Eine wissenschaftliche Kenntniszunahme innerhalb der Biologie beruht auf der ständigen Verbesserung verschiedener Methoden. Optische Hilfsmittel spielen hierbei eine entscheidende Rolle bei der Untersuchung von Ultrastrukturen. Während bei herkömmlichen Lichtmikroskopen die Auflösungsgrenze bei ca. 0,2 µm liegt, ist sie bei Elektronenmikroskopen mit rund 0,2 nm deutlich höher. Es existieren je nach Untersuchungsinteresse verschiedene Typen von Elektronenmikroskopen. Neben dem Transmissionselektronenmikroskop (kurz: TEM), bei welchem eine Probe mit einem gebündelten Elektronenstrahl „durchleuchtet“ wird, findet das sogenannte Rasterelektronenmikroskop (kurz: REM) in der Biologie Verwendung. Mit diesem wird die Oberfläche eines Präparats abgerastert (ähnlich einem Scanvorgang), was zu einem kontrastreichen, plastisch wirkenden Abbild der Präparatsoberfläche führt. Im Grunde genommen stellt das Rasterelektronenmikroskops somit eine Art „Auflichtmikroskop“ dar. Da der Elektronenstrahl eine Oberfläche so ungehindert wie möglich abrastern soll, herrscht im Raster­elektronenmikroskop ein Hochvakuum. Dadurch müssen die Präparate vorher einen speziellen Trocknungsprozess vollziehen (siehe unten). Die eigentliche Bilderzeugung entsteht durch energiearme Sekundärelektroden, die aufgrund des Elektronenstrahlbeschusses aus der Oberfläche des Präparates herausgeschleudert werden. Diese Sekundärelektronen werden mit einem Kollektor eingefangen und verstärkt.
Das eigentliche Bild wird ähnlich dem Bild in einer Fernsehröhre erzeugt. In diesem Fall wird die Sekundärelektronenausbeute zur Helligkeitssteuerung des Schreibstrahls in der Fernsehröhre benutzt (viele Elektroden: heller Bildbereich; wenig Elektroden: dunkler Bildbereich).

Geckos im Fokus der Elektronenmikroskopie
Die Elektronenmikroskopie hat zur Aufklärung in zahlreichen biologischen Fragestellungen beigetragen. Ein sehr gutes Beispiel innerhalb der Herpetologie ist die Haftfähigkeit der Füße von Geckos. Schon sehr früh wurde sich mit dieser Thematik beschäftigt, und es wurden viele Theorien aufgestellt, teils auf rein spekulativer Basis. So ging Tornier (1889) noch von einer Erzeugung eines Vakuums aus. Ferner wurde der Haftvorgang mit der Bildung von elektrischen Kräften (Bildung einer elektrischen Doppelfläche) (Schmidt 1904) oder Adhäsionskräften (Haase 1900) in Verbindung gebracht. Eine Bildung klebriger Sekrete wurde jedoch schon von Cartier (1872) ausgeschlossen.

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