Video: Carnegie Mellon University
Eichenholz-Späne sorgen für Drehmoment: Forscher haben eine raffinierte Bohr-Ausrüstung für Samen entwickelt, die das Saatgut buchstäblich ins Erdreich schraubt. Sie haben dabei das Naturpatent einer Pflanze technisch umgesetzt und optimiert. So können die Bionik-Saatgutträger auch große Samen bei ungünstigen Bodenbedingungen effektiv in den Untergrund befördern und damit für bessere Keimchancen sorgen. Vor allem könnte das Konzept bei der Aussaat aus der Luft zum Einsatz kommen, um auf degradiertem Land wieder Bäume sprießen zu lassen, sagen die Wissenschaftler.
Nach Abholzungen, Bränden, durch Erosion und Dürren ist in manchen Regionen der Erde die Bodenqualität schlecht, sodass Pflanzen kaum noch Fuß fassen können. So geraten die Ökosysteme immer mehr in die Abwärtsspirale und sogar Wüsten breiten sich aus. Um diesem Problem entgegenzutreten, wird vielerorts versucht, die Neuansiedlung von Pflanzen gezielt zu fördern. Dabei ist eine Ausbringung von Saatgut aus der Luft am besten geeignet, um große und ansonsten unzugängliche Flächen zu versorgen. Doch die Effektivität dieser Maßnahmen hält sich oft in Grenzen. Denn auf den teils verhärteten und offenliegenden Flächen können Keimlinge schwer in den Boden eindringen, sie sind der Witterung ausgesetzt und Tiere können sie fressen.
Natürliches Vorbild
Genau gegen diese Widrigkeiten hat bereits eine Gruppe von Pflanzen ein cleveres Konzept entwickelt: Die Samen der Reiherschnabel-Gewächse (Erodium) sind mit einem eigenen Pflanzwerkzeug ausgerüstet. Es handelt sich um ein im trockenen Zustand korkenzieherförmiges Gebilde mit einer seitlich abstehenden Verlängerung. Der Clou: Wenn diese Struktur feucht wird, beginnt sie sich abzuwickeln. Die abstehende Verlängerung stützt dabei die Konstruktion auf dem Boden ab und so wird der schräg nach unten gerichteten Samen am unteren Ende in Drehung versetzt. Wenn das Korkenzieher-Element anschließend trocknet, dreht es sich wieder ein und verursacht somit erneut ein Drehmoment. So kann es den Samen in den Untergrund bohren.
Ein Team aus chinesischen und US-amerikanischen Forschern hat sich nun der Aufgabe gewidmet, das Bohrsystem der Reiherschnabelgewächse technisch nachzubilden und für die Samen anderer Pflanzen sowie für weitere Anwendungen nutzbar zu machen. Wie sie berichten, kristallisierten sich nach Tests mit verschiedenen Materialien für den Nachbau des Bohrsystems Eichenholzspäne als am besten geeignet heraus. Denn das Material ist leicht verfügbar, biologisch abbaubar und kann optimal für den Drehmechanismus sorgen, erklären die Forscher. Um die dynamischen Elemente herzustellen, werden dünne Holzstreifen mit bestimmten Flüssigkeiten behandelt, dann im feuchten Zustand aufgedreht und schließlich in dieser Form fixiert getrocknet. Analog zu der Version des Reiherschnabels, besitzt das Element auch eine abstehende Verlängerung. Die derart aufbereiteten Späne zeigten dann tatsächlich dasselbe Verhalten wie ihre natürlichen Vorbilder: Sie wickeln sich bei Feuchtigkeit ab und drehen sich beim Abtrocknen wieder auf.
