Flink wie ein Fisch im Sand

Obgleich sie Reptilien sind, machen “Sandfische” ihrem Namen alle Ehre. Aachener Forscher haben ermittelt, dass die schlängelnden Körperbewegungen der Echsen den Sand stellenweise verflüssigen. Auf diese Weise können sie vergleichsweise mühelos durch das körnige Material gleiten.

Die Kernspinaufnahme enthüllt ein sorgfältig abgestimmtes Bewegungsprogramm. Bild: Baumgartner et al., PLoS ONE 3(10): e3309

“Der Sandfisch hat in Millionen von Jahren gelernt, mit granulärem Material gut umzugehen”, erklärt Werner Baumgartner von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule in Aachen. Von der evolutionären Erfahrung der Echse könnte auch die Technik profitieren, glaubt der Forscher, beispielsweise beim Fördern von Schüttgut oder beim Niederbringen von Gebäudeverankerungen.

Der “Sandfisch” oder Apothekerskink (Scincus scincus) lebt in den Wüsten Nordafrikas und des Nahen Ostens. Die bis zu 20 Zentimeter langen Tiere können sich blitzschnell in den Sand eingraben und unter der Oberfläche größere Strecken zurücklegen. Wie genau sie das anstellen, haben Baumgartner und seine Mitarbeiterin Agnes Weth sowie Kollegen aus Bonn und Würzburg untersucht, indem sie einen Behälter voller Sand samt Sandfisch in der Röhre eines Kernspintomographen platzierten. Über ihre erstaunlichen Beobachtungen berichten sie im Fachblatt “PLoS ONE”.

Anders als mitunter vermutet, legen Sandfische im Sand nicht etwa die Gliedmaßen an, sondern führen damit regelrechte Paddelbewegungen durch. Diese sind präzise abgestimmt auf die seitlichen Schlängelbewegungen des Körpers: Gehen beispielsweise Kopf und Vorderkörper nach rechts, wird der linke Arm aktiv nach vorne geführt und der rechte Arm nach hinten gedrückt. Die gleiche Abstimmung gilt für Hinterleib und Beine.

Sandfische tauchen im Sand unter, um Beute aufzulauern oder ihren eigenen Fressfeinden zu entkommen. Foto: Baumgartner et al., PLoS ONE 3(10): e3309

Ein mathematisches Modell enthüllte die Raffinesse dieses Bewegungsprogramms. Drücken die Tiere nämlich den Vorderkörper nach rechts, entsteht links davon ein Bereich sehr lockeren, fließenden Sandes. Darin kann der linke Arm leicht nach vorne bewegt werden. Rechts vom Körper wird der Sand dagegen zu einem Widerlager verdichtet, von dem der rechte Arm gut abgedrückt werden und Vortrieb entwickeln kann.

Darüber hinaus führen die Tiere stets 3 Schlängelbewegungen pro Sekunde aus, beobachteten die Forscher. Laborexperimente mit einem künstlichen Sandfisch aus Aluminium bestätigten ihre Vermutung, dass die Struktur des umgebenden Sandes bei dieser Frequenz am lockersten ist und der Bewegung daher am wenigsten Widerstand entgegensetzt.

Forschung: Werner Baumgartner und Agnes Weth, Abteilung Zelluläre Neurobionik, Institut für Biologie II, RWTH Aachen; Florian Fidler, Experimentelle Physik V, Universität Würzburg; und andere

Veröffentlichung PLoS ONE, Vol. 3(10), e3309, DOI 10.1371/journal.pone.0003309

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Lehrstuhl für Zoologie und Tierphysiologie, RWTH Aachen
Apothekerskink
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