Die Natur als Baumeister

Bei einer Veranstaltung des Karbener NABU mit Professor Werner Gnatzy konnten die Zuhörer einen Blick in die Trickkiste der Natur werfen. Der Naturwissenschaftler demonstrierte, wie mittels Raster-Elektronen-Mikroskopen lange verborgene Einsichten in die Baupläne von Käfern und Schmetterlingen möglich werden.

Das erste Lichtbild im Clubraum des Karbener Bürgerzentrums sah niedlich aus: ein scheinbar simpler Rüsselkäfer auf einem behaarten Unterarm. Dass die Oberfläche dieses Käfers aus winzigen Facetten zusammen gesetzt ist, die wiederum aus schichtenartig verbundenen Cutikula-Ebenen bestehen, haben erst Aufnahmen mit dem Raster-Elektronen-Mikroskop (REM) sichtbar gemacht. Ein REM ermöglicht bis zu 200.000-fache Vergrößerungen. Die früher dem menschlichen Auge verborgenen Oberflächenstrukturen von Insekten, von Gnatzys REM fotografiert, erinnerte die Besucher an hohe Ingenieurkunst. In Wirklichkeit wurden diese Strukturen von der Natur geschaffen, um etwa Wasserbewohnern ein Leben auf dem Lande zu ermöglichen. „Vor 300 Millionen Jahren“, ergänzte Gnatzy.
Auch das Geheimnis des leuchtenden Flügelblau der Morphofalter, in Südamerika und Mexiko beheimatet, konnte mit dem REM entschlüsselt werden. Gnatzys Aufnahmen dokumentierten, dass die intensive Farbe – laut Gnatzy noch aus mehreren hundert Metern sichtbar –  durch Licht-Brechungen entsteht. Sie würden durch winzige, aufrecht stehende Lamellen bewirkt, zwischen denen sich Luft befinde. „Im Prinzip“, erläuterte der Naturwissenschaftler zwar, "habe das Isaak Newton schon vor 350 Jahren geahnt." Mit den Aufnahmen eines REM sei dieser physikalische Effekt aber erst nachweisbar geworden.
Ähnlich raffiniert produziert die Natur auch die Farben des tropischen Rüsselkäfers: dessen Rücken bedecken Schichten aus winzigen Schuppen, unterbrochen nur durch kleinste Erhebungen. Sie brechen das einfallende Licht, sodass die Käfer bläulich, grünlich oder opalähnlich schimmern. Gnatzy: “Um solche Strukturen sichtbar zu machen, benötigt man allerdings ein REM“. Dessen Aufnahmen helfen auch dabei, Opale künstlich herzustellen.
Die Farben des Atlasspinners, mit einer Flügelspanne bis zu 40 Zentimetern der weltweit größte Schmetterling, entstünden dagegen durch die Einlagerung von weißen, gelben oder roten Pigmenten. Der Bauplan dessen Außengerüstes, bestehend aus Schuppen mit luftgefüllten Lamellen, wurde ebenfalls per REM entschlüsselt und konnte im Karbener Bürgerzentrum bewundert werden.