Lead
Sowohl im Pflanzen- wie im Tierreich haben gewisse Arten mechanosensorische Haare entwickelt, um Insekten zu detektieren. So nutzt zum Beispiel die Kammspinne sensorische Haare um sexuelle Partner zu finden und ihre Beute, kleine Insekten, zu lokalisieren. Auf ähnliche Weise detektiert die Venusfliegenfalle, eine fleischfressende Pflanzen, Insekten durch mechanosensorischen Haare, welche zum Schliessen der Falle führen. In diesem interdisziplinären Projekt untersuchen wir, ob den sensorischen Haaren von Spinnen und Pflanzen ähnliche physikalische Eigenschaften zugrunde liegen.

Lay summary

Über die letzten Jahre hat man realisiert, dass nicht nur biochemische Eigenschaften biologischen Prozessen zugrunde liegen, sondern dass auch physikalische Rahmenbedingungen eine wichtige Rolle für die Funktion von Geweben und Zellen spielen. In diesem Projekt wollen wir die grundlegenden mechanischen Prinzipien untersuchen, welche die unabhängige Evolution mechanosensorischer Haare in Spinnen und Pflanzen ermöglicht haben.

Während die physikalischen Eigenschaften von taktilen Haaren der Kammspinne Cupiennius salei gemessen und modeliert wurden, hat man die mechanosensorischen Haare der Venusfliegenfalle Dionaea muscipula bisher nur auf elektrophysiologischer Ebene untersucht. Da die Evolution dieser sensorischen Haare den gleichen physikalischen Rahmenbedingungen unterlag, ist es von grossem Interesse herauszufinden, ob dies zur Entwicklung konvergenter Detektionssysteme geführt hat. In einem interdisziplinären Projekt werden wir neue Methoden für die Messung von mechanischen Eigenschaften und Kräften nutzen, um die physikalischen Grundlagen der mechanosensorischen Haare der Venusfliegenfalle besser zu verstehen, sie durch mathematischen Modelle zu beschreiben und mit denen der Kammspinne zu vergleichen.

Dieses interdisziplinäre Projekt bringt Spezialisten von traditionell sehr unterschiedlichen Fachrichtungen - Pflanzenbiologie, Nanotechnologie, Materialwissenschaften, Modellierung - zusammen, um ein System zu studieren, das Wissenschaftler seit über 180 Jahren fasziniert.