Geckos sind bekannt für ihre akrobatischen Kunststücke zu Lande und in der Luft, aber eine neue Entdeckung, die sie auch auf dem Wasser laufen lassen können, bringt sie in die Kategorie der Superhelden, sagt eine Universität von Kalifornien, Berkeley, Biologe.

“Sie können mit einem Meter pro Sekunde eine Wand hochlaufen, sie können gleiten, sie können sich mit einer Drehung des Schwanzes in der Luft aufrichten und sich schnell unter einem mit voller Geschwindigkeit laufenden Blatt umdrehen. Und jetzt können sie mit einem Meter pro Sekunde über Wasser laufen. Nichts anderes kann das tun; Geckos sind Superhelden”, sagte Robert Full, Professor für integrative Biologie an der UC Berkeley.

Full ist der Senior-Autor eines Papiers, das diese Woche in der Zeitschrift Current Biology erscheinen wird und vier verschiedene Strategien beschreibt, mit denen Geckos über die Wasseroberfläche skittern. Die Erstautorin Jasmine Nirody, Biophysikerin an der University of Oxford und der Rockefeller University, leitete einen Großteil der Forschung mit Judy Jinn, beide als Doktorandin in Berkeley.

Laut Full, der viele der einzigartigen Manöver und Strategien entdeckte, die Geckos anwenden, einschließlich der Frage, wie ihre Zehenhaare ihnen helfen, glatte vertikale Oberflächen zu erklimmen und von der Decke zu hängen, könnten die Ergebnisse dazu beitragen, das Design von Robotern zu verbessern, die auf Wasser laufen.

Nirody wurde zunächst fasziniert von Geckos’ wasserlaufendem Verhalten, nachdem Mitautor Ardian Jusufi, heute Biophysiker am Max-Planck-Institut für intelligente Systeme und ehemaliger Doktorand der UC Berkeley, bemerkte, dass Geckos in den Wäldern Südostasiens über Pfützen skattern könnten, um Raubtieren zu entkommen.

Tatsächlich sind sie in der Lage, mit fast einem Meter oder drei Fuß pro Sekunde über Wasser zu laufen und leicht überzugehen, um über einen festen Boden zu rasen oder eine vertikale Fläche zu erklimmen. Geckos, die auf der Wasseroberfläche sprinten, überschreiten die absoluten Schwimmgeschwindigkeiten vieler größerer, aquatischer Spezialisten wie Enten, Nerze, Bisamratten, Seeleguane und jugendliche Alligatoren und sind schneller in der relativen Geschwindigkeit als jeder andere aufgezeichnete Oberflächenschwimmer, mit Ausnahme von Wirbelkäfern.

Wie, fragte sie sich, machen sie das?

Kleinere Tiere wie z.B. Insektenspinnen, Käfer und Wasserläufer sind leicht genug, um durch Oberflächenspannung über Wasser gehalten zu werden, so dass sie leicht über die Oberfläche gleiten können. Größere Tiere, wie Schwäne beim Start oder die Basilisk-Eidechse, und sogar Delfine, die sich auf ihren Schwanz erheben, schlagen und streicheln schnell das Wasser, um sich über den Wellen zu halten.

“Größere Tiere können keine Oberflächenspannung verwenden, also drücken und schlagen sie die Oberfläche, was eine Kraft erzeugt, wenn man es hart genug macht”, sagte Full.

Aber der Gecko ist von mittlerer Größe: Mit etwa 6 Gramm (eine fünftel Unze oder das Gewicht eines Blattes Papier) sind sie zu groß, um über der Oberfläche zu schweben, aber zu leicht, um ihre Körper nur durch Schläge über Wasser zu halten.

“Die Größe des Geckos versetzt sie in ein Zwischenregime, einen Mittelweg”, sagte Nirody. “Sie können nicht genug Kraft erzeugen, um an der Oberfläche entlang zu laufen, ohne zu sinken, also ist die Tatsache, dass sie über Wasser laufen können, wirklich überraschend.”

In Experimenten mit flachschwänzigen Hausgeckos (Hemidactylus platyurus), die in Süd- und Südostasien verbreitet sind, entdeckte sie, dass sie tatsächlich mindestens zwei und vielleicht vier verschiedene Strategien anwenden, um auf der Wasseroberfläche zu laufen.

Die Oberflächenspannung ist unerlässlich, fand sie, denn als sie ein Tensid oder eine Seife auftrug, um die Oberflächenspannung zu beseitigen, waren die Geckos viel weniger effizient: Ihre Geschwindigkeit sank um die Hälfte.

Aber auch ohne Oberflächenspannung können sie sich durch Schlagen, Paddeln mit ihren vier Beinen wie größere Tiere bewegen. Beinschläge erzeugten Lufteinschlüsse, die dazu beitrugen, dass ihre Körper nicht vollständig untergetaucht wurden, so dass sie über das Wasser traben konnten, so wie sie an Land laufen.

Aber sie scheinen auch ihre glatte, wasserabweisende Haut zu benutzen, um über die Oberfläche zu hobeln, ähnlich wie beim Aquaplaning, aber als Semi-Planing bezeichnet, eine Technik, die von Bisamratten verwendet wird.

Schließlich benutzen sie auch ihren Schwanz, um das Wasser wie ein Alligator zu schwingen und sorgen für Vortrieb sowie Auftrieb und Stabilisierung.

“Alle sind bis zu einem gewissen Grad wichtig, und Geckos sind einzigartig in der Kombination all dieser Faktoren”, sagte Full.

“Selbst wenn wir die umfangreiche Liste der Lokomotivfähigkeiten kennen, die Geckos in ihrem Arsenal haben, waren wir immer noch sehr überrascht, mit welcher Geschwindigkeit sie über die Wasseroberfläche huschen konnten”, sagte Nirody. “Die Art und Weise, wie sie mehrere Modalitäten kombinieren, um diese Leistung zu erbringen, ist wirklich bemerkenswert.”

Im Labor bauten sie und ihre Kollegen einen langen Wassertank, legten die Geckos auf eine Planke und erschreckten sie, indem sie ihre Schwänze berührten. Mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitsvideo konnten sie die Techniken der Geckos genau studieren und die beteiligten Kräfte abschätzen.

Mehr Informationen:
Aktuelle Biologie, Nirody & Jinn et al…: “Geckos rasen mit mehreren Mechanismen über die Wasseroberfläche” www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(18)31469-6, DOI: 10.1016/j.cub.2018.10.064