Zebrastreifen – der beste Insektenschutz

Zebrastreifen schützen effektiv vor lästigen Insekten (Foto: mandy/pixabay.com)
Zebrastreifen schützen effektiv vor lästigen Insekten
(Foto: mandy/pixabay.com)

Seit Jahren rätseln Wissenschaftler in aller Welt, warum das Zebra gestreift ist. Nun fanden sie endlich die Lösung: Das schicke schwarz-weiße Muster dient als Insektenschutz.

Experiment bestätigt Vermutung

Vermutet wurde schon lange, dass das gestreifte Fell der Zebras zur Abwehr lästiger und blutsaugender Insekten dient. Nun wurde diese Vermutung durch entsprechende Experimente bestätigt. Durch die Streifen können die Insekten den Körper der Zebras nicht gut erkennen und das macht eine Landung auf den Tieren schwierig. Die Theorie wurde schon seit 1979 diskutiert, konnte aber bis heute nicht bewiesen werden.

Wissenschaftler aus Ungarn und Schweden erforschten jetzt mit verschiedenen Experimenten, wie Insekten auf diverse Streifenmuster reagieren. Auf einer ungarischen Pferdefarm platzierten sie graue, schwarze, weiße und gestreifte Plastikpferde. Die Streifen der Modelle waren zusätzlich unterschiedlich in Breite und Anordnung. Um ausfindig zu machen, welches Muster die meisten blutsaugenden Bremsen anlockt, konstruierten die Wissenschaftler Fallen für die Stechfliegen.

Spezielles Fellmuster schützt vor Stechfliegen

Dafür füllten sie einige der wannenartigen Pferdemodelle mit Salatöl, in welchem die Bremsen landeten. Die Modelltiere mit den Zebrastreifen bestrichen sie darüber hinaus mit einem speziellen Kleber. Überraschenderweise landeten auf den gestreiften Plastikzebras die wenigsten Blutsauger. Und je schmaler die Streifen auf den Versuchsmodellen waren, desto weniger Insekten fielen auf die Klebstofffalle herein. Die Streifen, die einem Zebrafell am ähnlichsten waren, lockten die wenigstens Insekten an. Die Forscher folgern aus diesem Experiment, dass Zebras ein Fellmuster mit so schmalen Streifen entwickelt haben, damit es für Bremsen möglichst unattraktiv wirkt.

Gerade Bremsen sind überaus lästig. Ihre Stiche sind schmerzhaft und sie übertragen oft auch Krankheiten. Zuchtvieh fühlt sich häufig so stark beim Fressen auf der Weide gestört, dass die Tiere abmagern und Kühe weniger Milch produzieren. Dies kann für Landwirte sogar wirtschaftlich Probleme aufwerfen. Schon in früheren Experimenten konnte gezeigt werden, dass Tsetsefliegen, Überträger der Schlafkrankheit und der bei Tieren auftretenden Nagana-Seuche, gestreifte Zebra-Attrappen eher meiden. Wahrscheinlich können die Fliegen wegen der Anatomie ihrer Facettenaugen die Zebras aus der Entfernung nicht mehr als einzelne Körper identifizieren. Die Ergebnisse der aktuellen Studie sind im »Journal of Experimental Biology« nachzulesen.

Bionik führt zu verbesserten Produkten

Solche biologischen Lösungen können zu bionisch inspirierten Produkten führen. Die Bionik beschäftigt sich mit der »Entschlüsselung von Erfindungen der belebten Natur und ihre innovative Umsetzung in die Technik«. Ein bekanntes Beispiel ist die selbstreinigende Wirkung nach dem Vorbild der Lotuspflanze: der sogenannte »Lotus-Effekt®«. Diese aus der Natur abgeschaute Wirkungsweise wird inzwischen für die verschiedensten Produkte eingesetzt, beispielsweise Dachziegel oder Fassadenfarben.

Dass Zebrastreifen ein optimaler Schutz gegen lästige Insekten sind, hat sich nun ein Produzent von Insektenschutzgittern zunutze gemacht. Er startete im April 2011 einen Onlineshop für Insektenschutzsysteme unter dem Namen »ZEBRA insect screens«. Die Systeme sind in verschiedenen Ausführungen und Farben erhältlich und halten die Räume in der warmen Jahreszeit von lästigen Insekten fern. Die Firma spendet darüber hinaus aus allen Verkäufen jeweils einen Euro zur Malariabekämpfung.

Lupinensamen – ein Nahrungsmittelrohstoff der Zukunft

Lupinenproteine machen’s möglich: In Zukunft könnten Fleisch- und Wurstwaren deutlich fettärmer hergestellt werden.

Übergewicht und Fettleibigkeit (Obesitas) haben in den letzten Jahrzehnten dramatisch zugenommen. Schon Kinder wiegen oftmals zu viel und der hohe Fleischkonsum tut ein Übriges dazu. In Ländern wie China und Brasilien steigt der Fleischverbrauch noch immer an. Seit 1961 ist weltweit der Verzehr an rotem Fleisch auf das Vierfache angewachsen. Rotes Fleisch sind Produkte von Rind, Schwein oder auch Lamm.

Pflanzliche Nahrungsmittelerzeugung ist ertragreicher

Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen FAO geht sogar von einer Verdoppelung der globalen Fleischproduktion bis 2050 aus. Diese wachsende Fleischproduktion erfordert große Flächen an Ackerland. Für ein Kilogramm Fleisch sind sieben bis 16 Kilogramm Tierfutter in Form von Getreide oder Sojabohnen notwendig. Doch die weltweiten Ressourcen an Anbauflächen sind begrenzt. Und der Anbau von Pflanzen als Nahrungsmittel ist erheblich weniger flächenintensiv. Die Erzeugung von einem Kilo Fleisch erfordert 40 Quadratmeter. Auf derselben Fläche könnte man jedoch 120 Kilo Möhren oder 80 Kilo Äpfel anbauen. Deshalb arbeiten Forscher mit Hochdruck daran, möglichst viele Pflanzenbestandteile für die Ernährung zu nutzen. In Zukunft sollen pflanzliche Zutaten tierische Rohstoffe ersetzen. Lupinensamen könnten zur Herstellung von fettarmen und schmackhaften Wurst- und Fleischwaren genutzt werden. Aus den Samen wird eine cremige Proteinmasse gewonnen, die sich für Würste mit reduziertem Fettanteil eignet.

Und die Forscher haben noch weitergehende Pläne: aus Pflanzen können auch technische Rohstoffe und Energieträger erzeugt werden. Dr.-Ing. Peter Eisner vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik IVV in Freising führt als Beispiel die Verarbeitung von Sonnenblumenkernen an. Sie werden gepresst zur Gewinnung von entsprechendem Öl und die Reste werden als minderwertiges Tierfutter verwendet. Das bringt einen Ertrag von 950 Euro pro Hektar Anbaufläche. Würden alle Bestandteile verarbeitet, beispielsweise für die Grundstoffherstellung der Kosmetik-, Lebensmittel- und Kraftstoffindustrie, wäre ein Ertrag von 1770 Euro pro Hektar möglich.

Lupinenproteine anstatt tierische Fette als Geschmacksträger

Das besondere Augenmerk bleibt auf die Nutzung von pflanzlichen Lebensmittelzutaten als Ersatz für tierische Nahrungsprodukte gerichtet. Eisner präsentiert einen Milchersatz aus Lupinenproteinen. Er kann als Grundlage für Käse oder Speiseeis eingesetzt werden. Er ist geschmacksneutral, laktosefrei, ohne Cholesterin und zusätzlich reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren, die essenziell für eine gesunde Ernährung sind. Eisners Kollegin Daniela Süßmann entwickelte aus Lupinensamen ein neues pflanzliches Proteinisolat, dass fettähnliche Eigenschaften aufweist. Die mikroskopische Struktur ähnelt den Fetten in Wurstbrät. Die Proteinmasse eignet sich daher optimal zur Fertigung magerer Wurstsorten, die einen genauso guten Geschmack haben wie die Originalwürste. So lässt sich fettarme Leberwurst durch Zugabe von zehn Prozent Proteinisolat deutlich in der Konsistenz verbessern. Besonders im Bereich der Wurstwaren wäre diese Fettreduktion wünschenswert, da gerade sie zu den fettreichen Lebensmitteln gehören. In Deutschland werden durchschnittlich 31 Kilo Wurst pro Kopf und Jahr gegessen. Folglich nehmen Übergewicht und Herz-Kreislauferkrankungen zu. Könnten mehr tierische Fette durch pflanzliche Anteile ersetzt werden, würde sich dies vorteilhaft auf mehrere Bereiche auswirken: weniger Aufnahme an tierischem Fett für die Verbraucher, höhere Erträge für die Landwirte und weniger Belastung für die Umwelt, weil die Produktion von Pflanzen nachhaltiger ist als die Fleischerzeugung.

Mehr Akkuleistung mit Hilfe von Viren

Normalerweise befällt der Tabakmosaikvirus Pflanzen wie Tabak, Paprika und Tomaten und richtet dort große Schäden an. Er ist sehr leicht übertragbar und äußerst hitzestabil. Weltweit ist er einer der verbreitetsten Viren. Amerikanische Wissenschaftler haben nun eine Verwendung für den kleinen Schädling gefunden. Er soll beim Bau kleiner und leistungsfähiger Energiespeicher helfen.

Forscher unter der Leitung von Reza Ghodssi haben an der Universität College Park (Maryland) einen Lithium-Ionen-Akku mit höherer Leistung entwickelt. Dabei setzten sie den Tabakmosaikvirus (TMV) als Teil der Elektrode ein.
Die Forscher veranlassten die Viren dazu, sich senkrecht in einem bestimmten Muster auf einer Metallplatte auszurichten. Die Viren erhielten dann einen Nickel-Überzug. Die Metallplatte mit den umgestellten Viren dient dann als Elektrode.

Die Viren bewirken eine Oberflächenvergrößerung der Elektrode. Dies erhöht die Fähigkeit zur Energiespeicherung. Ein Akku dieser Bauweise soll zehnmal so viel Energie speichern können wie ein herkömmlicher Akku. Ebenso verfügt er über bessere Lade- und Entladezeiten.

Ein wesentlicher Fortschritt soll auch die Größe der neuen Akkus sein. Bereiche von weniger als einem Millimeter sind möglich. Die Reduzierung der Abmessungen macht neue Anwendungen möglich, die bisher nicht denkbar waren. Beispielsweise Mikrosensoren, die in großer Anzahl zur Kontrolle von Umweltfaktoren verteilt werden könnten.
Trotz Vireneinsatz ist der Akku ungefährlich, versichern die Wissenschaftler. Durch die Veränderung wird der Virus inaktiv.

Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology arbeiten an einem Akku, der teilweise mit Viren bestückt ist. Angela Belcher und ihr Team haben den Virus M13 verändert und ihn für die Konstruktion der Anode eines Nanoakkus genutzt. Der Virus wurde so genetisch modifiziert, dass seine Eiweißhülle Kobaltoxid-Moleküle anzieht. Der dadurch entstandene Nanodraht bildet die Anode des Akkus.