Funktionsprinzip

Das biologische Vorbild: Luft haltende Oberflächen

Schwimmfarne (Salvinia) treiben an der Oberfläche von stehenden bis langsam fließenden Gewässern, hauptsächlich der Tropen Mittel- und Südamerikas, und zeigen eine erstaunliche Anpassung: werden die Pflanzen untergetaucht, bildet sich auf ihrer Oberfläche ein dünner Luftfilm. Die Pflanze wird nicht nass und kann untergetaucht noch monatelang weiter wachsen.

Die Blätter de Schwimmfarne zeigen mit dem "Salvinia®- Effekt" eine besonders raffinierte Anpassung. So sind die ansonsten wasserabweisenden Oberflächen an den Spitzen der schneebesenartigen Haare hydrophil, also "wasser-anziehend". Wasser wird auf diese Weise an den Spitzen der Härchen regelrecht "festgepinnt" (Abb. 1). Auf diese Wiese wird die Luftschicht fest gehalten und Luftblasen schnüren sich nicht mehr so leicht ab.

Abbildung 1
Abbildung 1: Ein Tropfen liegt auf den kompliziert gestalteten, Wasser abweisenden Haaren eines Schwimmfarns. Nur die Spitzen der Haare sind „wasserliebend“ und haften an dem Tropfen fest. © Barthlott et al. 2010 Adv Mat

Der in Europa heimische Rückenschwimmer (Notonecta glauca) hingegen scheint sich eine ganz andere Anpassung zunutze zu machen: seine Oberfläche ist mit Härchen unterschiedlicher Länge und Dichte behaart. Die Oberfläche aller Härchen ist wasserabweisend, so dass das Wasser nur auf diesem dichten "Teppich" aus Haaren aufliegt. Unter Wasser bildet sich eine stabile Luftschicht aus (Abb. 2) und die Oberfläche des Tiers bleibt trocken. Der Rückenschwimmer ist so in der Lage eine lange Zeit unter Wasser zu bleiben.

Abbildung 2
Abbildung 2: Der Rückenschwimmer Notonecta glauca unter der Wasseroberfläche.
© Balmert et al. 2011 J Morph

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