Noch mehr Details zu Spinnen und ihren Netzen... (Der Text stammt zum größten Teil aus dem Buch "Biologie der Spinnen" von FOELIX.) Spinnennetze Das Spinnvermögen ist die wohl bezeichnendste Eigenschaft der Spinnen. Diese Fähigkeit besitzen auch einige Insekten, z.b. Schmetterlinge, Haut- u. Netzflügler und Köcherfliegen, doch ist dort die Seidenproduktion meist ein einmaliges Ereignis im Lebenslauf (z.b. das Einspinnen in einen Kokon vor der Verpuppung). Die Spinnen dagegen besitzen Spinndrüsen und benutzen die erzeugte Seide zum Kokonbau, für Lauffäden und oft für Fangnetze. Spinnseide Spinnseide ist das Sekretionsprodukt von Spinndrüsen. Die verschiedenen Spinndrüsen produzieren zwar verschiedene Spinnseide, doch es handelt sich chemisch immer um Proteine, genauer um Fibroine. Offenbar werden die Moleküle der Polypeptidkette umorientert und zwar von der löslichen α Form in die unlösliche β-faltblattstruktur. Die Festigkeit der Spinnseide ist mit derjenigen von Nylon vergleichbar. Der Lauffaden ist hinsichtlich der Dehnbarkeit dem Nylonfaden deutlich überlegen. Aminosäurenzusammensetzung der Spinnseide: AS mit kurzen Seitenketten (Alanin, Glycin, Serin) dominieren u. machen 50-65% des Fibroins aus. Die meisten Proteine liegen in kristalliner Form vor; sie bedingen die Festigkeit des Fadens. Dazwischen sind amorphe Regionen eingestreut, die gummiartige Eigenschaften aufweisen und für die Dehnbarkeit des Fadens verantwortlich sind. Das Verhältnis von Dehnbarkeit und Festigkeit ist je nach Wassergehalt variabel. Ein nasser Faden schwillt und kontrahiert sich und wird dabei gummiartig. Die normalerweise ausgewogene Kombination von Festigkeit und Dehnbarkeit macht den Seidenfaden zum idealen Material für den Netzbau. Die Proteine des Spinnetzes werden interessanterweise weitgehend konserviert. Vor dem Bau eines neuen Netzes frisst die Spinne (Kreuzspinne; Araneus) ihr altes Netz auf. Die Spinnseide wird dabei nicht vollständig verdaut, sondern sehr rasch vom Spinndrüsenepithel absorbiert. Somit werden, in diesem Fall, zur Herstellung der Spinnseide kaum Körperproteine benötigt. Spinndrüsen Die Spinndrüsen sind ausnahmslos im Hinterleib gelegen und münden auf den Spinnwarzen in Form von Spinnspulen (oder drüsen). Die ursprünglichen Spinnen (Orthognatha) haben 1
nur einen einzigen Drüsentyp. Bei den Laufspinnen liegen dagegen mindestens 4 verschiedene Typen von Spinndrüsen vor und bei den hochentwickelten Radnetzspinnen sogar 7-8 Typen. Jeder Drüsentyp sezerniert eine bestimmte Spinnseide, der jeweils eine spezifische Funktion zukommt. Fanggewebe Ökologisch gesehen kann man die Spinnen in wandernde Jagdspinnen und sesshafte Netzspinnen unterteilen. Eine Vielzahl von Spinnenfamilien können Fangnetze herstellen, die sich mit der entsprechenden Fangmethode entwickelt haben. Trichterspinnen (Agelenidae) und Baldachinspinnen (Linyphiidae) bauen horizontale Deckennetze; Haubennetz- oder Kugelspinnen (Theridiidae) und Zitterspinnen (Pholcidae) produzieren eher unregelmäßige und deshalb weniger auffallende Gespinste. Die primitiven Netzbauer wie die cribellate Finsterspinne Amaurobius oder die ecribellate Segestria bauen nur eine Wohnröhre, von der radial einzelne Fangfäden ausstrahlen. Die grünliche Kräuselspinne Dictyna lebt bevorzugt auf Blättern, wo sie ein Wohngewebe anlegt, von dem aus sich das Fanggewebe über die Blattspreite ausdehnt. Das Fanggewebe besteht aus radialen Wegfäden, die zickzackförmig von cribellaten Fangfäden überzogen sind. Die Fangfäden der cribellaten Spinnen sind von besonderem Interesse, weil sie im Gegensatz zu denen der ecribellaten Spinnen keine Leimsubstanz verwenden. Der Mechanismus der cribellaten Fangfäden besteht aus 1-2 Achsenfäden, die von einer Fangwolle umgeben ist. Die Fangwolle besteht aus einem dichten Gewirr äußerst dünner Fäden, welche außerordentlich adhäsiv sind. Ein Vorteil der Fangwolle ist, dass sie nicht austrocknet und somit länger erhalten bleibt. Radnetze Im Wesentlichen besteht ein Radnetz aus 3 Elementen: 1. radial verlaufende Speichenfäden, die in einen Zentrum (Nabe) zusammenlaufen; 2. Rahmenfäden, die als Ansatzstellen und äußere Begrenzung der Speichen dienen und 3. der Fangspirale. Das Grundgerüst des Radnetzes wird von den Rahmen- und Speichenfäden gebildet, die nicht klebrig sind. Die Fangspirale besteht dagegen aus einem Klebfaden, der perlschnurartig mit Leimtropfen besetzt ist. Die größere Spannung und Elastizität des Spiralfadens im Vergleich zu den Rahmen- und Speichenfäden ist durch eine stark wasserhaltige Leimschicht bedingt. Entfernt man diesen wässrigen Mantel, so wird auch die Fangspirale relativ steif und unelastisch. Die Nabe, die vielen Spinnen als Aufenthaltsort dient, besteht meist aus unregelmäßigen miteinander verknüpften Fäden. Sie wird von einer engen Spirale nicht-klebriger Fäden umgeben, der sogenannten Befestigungszone. Nach außen folgt dann die freie Zone, die nur 2
von den Speichen durchzogen wird. Erst dann beginnt die eigentliche Fangzone, die durch die Überlagerung der Fangspirale auf die Speichen entsteht. Überall, wo sich zwei Fäden kreuzen, entstehen feste Verbindungsstellen, an denen beide Fäden gewissermaßen miteinander verschweißt sind. Innerhalb eines Kreuzspinnennetzes gibt es 1000-1500 solcher Verbindungsstellen. Die Anzahl der Speichenfäden im Radnetz ist variabel. Für verschiedene Radnetzspinnen können gewisse Richtzahlen angegeben werden. Das Netz der Kreuzspinne Araneus diadematus hat in der Regel 25-30 Speichen; bei den meist horizontal geneigten Netzen der Streckerspinne Tetragnatha findet man relativ wenige Speichen (ca. 18), dagegen produziert die kleine Mangora oft 50-60 Speichen. Die kleinen Netze von Jungspinnen besitzen in der Regel wesentlich mehr Speichen als die großen Netze von Adultspinnen. Eine weitere typische Variation im Radnetz sind so genannte Stabilimente. Darunter versteht man zickzackförmige, breite Seidenbänder, die meist senkrecht nach oben und unten von der Nabe ausstrahlen. Ob sie wirklich eine stabilisierende Funktion haben ist fragwürdig. Wahrscheinlich kommt ihnen eine Tarnfunktion zu, denn man trifft sie nur bei den Spinnen, die immer im Zentrum des Netzes sitzen. Bei den auffälligen Argiope-Arten scheinen sie eher eine Signal- bzw. Schutzfunktion zu haben, z.b. um Vögel davon abzuhalten in solche Netze hineinzufliegen. Die wichtigste Funktion der Stabilimente des Radnetzes besteht offenbar darin, Insekten anzulocken. Sie reflektieren UV-Licht und werden daher bevorzugt von blütensuchenden Insekten angeflogen. Es soll noch das dreidimensionale Radnetz von Theridiosoma erwähnt sein (Schlagfalle, von der das Modell in der SCN-Ausstellung ist). Das ursprüngliche flächige Radnetz wird durch einen Spannnfaden, der am Zentrum ansetzt, nach einer Seite gestreckt und gleicht dadurch einem umgestülpten Regenschirm. Dabei sitzt die Spinne quasi als lebende Brücke im Netz: mit den Hinterbeinen werden die zusammenlaufenden Speichen ergriffen, während die Vorderbeine das Spannseil straff halten. Gerät ein Insekt ins Netz, so läßt die Spinne ruckartig das Spannseil los, das Netz springt in die Ebene zurück und das Insekt verfängt sich in den Klebfäden. Abschließend soll das ganz andersartige Netz der Opuntienspinne Cyrtophora erwähnt werden. Es besteht aus einem großen, räumlichen Fadengewirr, unter dem eine horizontale Fadendecke eingezogen wird. Diese Decke ähnelt dem typischen Radnetz insofern, als radial verlaufende Speichen und ein eng gewundener Spiralfaden vorliegen allerdings ist die 3
Radienzahl enorm erhöht (ca. 200, oft gespaltene Speichen), und die Spirale ist nicht klebrig. Das Netz hat eine sehr dauerhafte Struktur und muss nur alle 2-3 Wochen neu gebaut werden. Herstellung eines Radnetzes Der Bau eines Radnetzes gliedert sich in drei aufeinanderfolgenden Phasen: 1. Rahmen- und Speichenbau, 2. Anlegen der Hilfsspirale und 3. Einziehen der Fangspirale. Als erstes Element erschient ein horizontaler Faden, der meist dadurch entsteht, dass die Spinne einen Faden austreten lässt, der dann durch einen Luftzug verfrachtet wird und irgendwo in der Nähe hängenbleibt. Dieser Horizontalfaden ist aber nur eine Hilfskonstruktion: Die Spinne beißt ihn durch, ergreift das vordere Ende mit den Vorderbeinen und läuft von einem Ort zu einem anderen. Dabei wird vom Ausgangsort ein neuer Faden hinter der Spinne hergezogen. Etwa auf halber Strecke werden die beiden Fäden miteinander verknüpft und die Spinne lässt sich senkrecht absinken, bis sie auf eine Unterlage trifft; dort wird der Faden festgeheftet. Die daraus resultierende Y-Struktur ist praktisch das Grundgerüst des späteren Radnetzes, wobei der Ort wo sich die Spinne absinken ließ, das Netzzentrum darstellt. Von hier aus werden nun nach verschiedene Richtungen die Radialfäden gezogen. Alle frühen Radialfäden (Speichen) werden zusammen mit Rahmenfäden, in einem Arbeitsgang, hergestellt. Erst dann wird dieses Gerüst durch weitere Radialfäden ausgefüllt. Dabei verbindet die Spinne durch kreisförmige Umgänge im Netzzentrum die einzelnen Speichen durch eng aneinandergerückte Spiralfäden. Diese Zone wird durch zusätzliche periphere Umgänge zur sogenannten Befestigungszone. Nach Beendigung des Speichenziehens wird nun die Befestigungszone in einer weiteren Spirale zur Peripherie hin fortgesetzt. Dies resultiert in einer temporären Struktur, der sogenannten Hilfsspirale. Die weingen Umgänge der Hilfsspirale verleihen dem Netz eine gewisse Stabilität und dienen der Spinne als Brücke von einer Speiche zur nächsten, wenn sie anschließend die Fangspirale einzieht. Die Hilfsspirale, die vom Zentrum nach aussen gelegt wird, endet vor Erreichen der Rahmenfäden. Die Spinne benutzt diese Leitlinie nun zum Einziehen der klebrigen Fangspirale, wobei sie in engen Windugen von aussen nach innen geht und beim Überqueren einer Speiche jeweils den Klebfaden anheftet. Während des Baues der Fangspirale wird die Hilfsspirale sukzessive abgebaut. Später kann man im fertigen Netz nur noch die Knotenpunkte der Hilfsspirale erkennen. Die Fangspirale endet kurz vor Erreichen des Netzzentrums, wodurch zwischen Befestigungszone und der Fangspirale eine sogenannte 4
freie Zone entsteht. Diese Zone wird von der Spinne oft genutzt, um im fertigen Netz von einer Seite auf die andere zu wechseln. Das Einziehen der Fangspirale benötigt den größten Teil der Natzbauzeit (ca. 20 Minuten), während die Rahmen- und Speichenkonstruktion in 5 Minuten ablaufen kann. Insgesamt ist also die ganze Komplexität eines Radnetzes das Produkt von weniger als einer halben Stunde Arbeitsaufwand. Das Radnetz wird oft als die am höchsten entwickelte Netzform angesprochen. Man geht von der Hypothese aus, dass sich das Radnetz aus einfacheren Vorstufen zweimal unabhängig voneinander entstanden ist (cribellat und ecribellat). 5