Die Zeit 30/2002

Mit tausend Härchen auf Beutejagd

Der Neurobiologe Friedrich G. Barth liebt Spinnen. Sie verkörpern für ihn Schönheit und High-Tech.

Von Annette Leßmöllmann

Die Hand greift schon nach der Klinke, da hält Friedrich G. Barth kurz inne. Er dreht den Kopf und wirft einen besorgten Blick auf seinen Gast. "Eine echte Spinnenangst haben Sie aber nicht?" Nein, nur den üblichen Ekel, wieso? "Nun, hinter dieser Tür sind mehr Spinnen auf einem Haufen als irgendwo sonst auf der Welt."

Dann zieht er die Tür zum Spinnenzuchtraum des Wiener Zoologischen Instituts auf und tappt voran in die dumpfe, feuchtwarme Luft. Tropische Spinnen hausen hier, zu Dutzenden hocken die handtellergroßen Tiere in ihren Netzen. Das Geflecht spannt sich in Augenhöhe durch den Raum. Wer eintritt, duckt sich. Bei jeder Berührung erzittert Gewobenes oder regt sich eines der lauernden Gliedertiere. Barth streicht eine Webe von seinem Kopf, dann hält er wieder inne, spannt seinen Arm und schnappt gekonnt nach der Fliege, die träge und unvorsichtig in seiner Nähe gelandet ist. Den Fang wirft Barth in ein Netz. Schlagartig regen sich acht haarige Beine.

Diese wenigen Sekunden Spinnenaktivität bergen Material für jahrzehntelange Forschung. Wie nimmt die Spinne die Bewegung der Fliege wahr? Woher weiß sie, aus welcher Richtung die Erschütterung in ihrem Netz kommt? Wie unterscheidet sie das Beutetier von einem gefährlichen Feind? Barth hat diese Fragen in den vergangenen Jahrzehnten teilweise beantwortet. Sein Name ist aus den Standardwerken der Tierphysiologie nicht mehr wegzudenken, denn er hat Spinnensinne untersucht, von deren Existenz zuvor niemand wusste.

Lange galt die Spinnenphysiologie als wenig interessantes Forschungsgebiet. Am starren Skelett der Tiere schien nichts auf eine ausgefeilte Sensorik hinzudeuten. Barth aber stieß bei der Untersuchung der scheinbar einfach gebauten Tiere auf einen hoch sensiblen Rezeptor: das Spaltsinnesorgan, das im Tierreich einzig die Spinnen besitzen. Unter dem Mikroskop erscheinen die Spalten als winzige Schluchten im Chitinskelett der Tiere. Manchmal liegen viele davon nebeneinander, wie die Saiten eines Musikinstruments - weswegen die Organe lyraförmig heißen. Bei jeder Bewegung werden die Spaltsinnesorgane gestreckt oder gestaucht und geben dann per Nervenstrang die Position des jeweiligen Körperteils ans stecknadelgroße Spinnenhirn weiter.

Beute mit Hochfrequenz

Die Spinne kann mit diesen Sensoren Bewegungen der Unterlage feststellen, auf der sie sitzt. Barth hat dafür besonders die tropische Spinnengattung Cupiennius untersucht, die auf Pflanzen lebt. Verschiedene Arten dieser Gattung werden hier in großer Zahl gezüchtet. Die hohen Regale sind voll gestellt mit Glasflaschen. In jeder sitzt ein Tier, groß wie eine Kinderhand. "Dies ist die Frauenstation", sagt Barth, und seine Hand zeigt auf Behälter, in denen Spinnen über ihre Kokons wachen. Bis zur letzten Häutung werden die Tiere gehegt, danach sind sie bereit für Versuche im Labor.

Tropische Spinnen haben den Vorteil, dass sie sich das ganze Jahr über fortpflanzen. Diese Arten bieten sich für die Forschung aber auch deshalb an, weil sie sich im Labor so verhalten wie in natürlicher Umgebung. Schließlich will der Biologe ihr Verhalten beobachten. "Die Spinnen erkennen, ob ein Beutetier in ihrer Nähe übers Blatt huscht oder ob es nur der Wind ist, der ihren Sitzplatz fächelt", sagt Barth. Und das bestimmt ihr Verhalten. Sie wissen, wann es sich lohnt, auf Beutefang zu gehen. Der Wind erzeugt nur niedrige Vibrationsfrequenzen, Tierbeine dagegen lassen das Blatt in höheren Bereichen und in einem Konzert unterschiedlicher Frequenzen schwingen. Und diese unterschiedlichen Schwingungen können Spaltsinnesorgane auseinander halten.

So zeigt sich im Spinnensinn, sagt Barth, "dass die Eigenschaften eines Sensors den großen biologischen Kontext spiegeln". Denn warum gehen manche Arten der Gattung Cupiennius bevorzugt nach Sonnenuntergang auf Beutefang? Weil der Wind dann nur schwach weht, sodass in der Umwelt niedrige Frequenzen vorherrschen. Diese werden von den feinen Spinnensinnen herausgefiltert - das Tier kann sich, ungestört von falschem Windalarm, ganz dem Beutefang widmen.

Wer nur den Sensor untersucht, versteht, wie er funktioniert - aber nicht, warum. Weil Barth bei all seiner gründlichen Detailarbeit nie den Blick auf die Rahmenbedingungen vergessen habe, bis hin zur Ökologie und Evolution, hat die Deutsche Zoologische Gesellschaft ihn kürzlich mit der Karl Ritter von Frisch-Medaille geehrt.

Zu den Tieren, die er untersucht, zählen neben Spinnen auch Bienen und andere Insekten. Sie alle, sagt Barth, sind "nicht so unüberschaubar wie viele Wirbeltiere oder der Mensch, aber im Detail komplex genug, um interessant zu sein".

Um eine Ahnung davon zu erhalten, dass Spinnen sogar schön sein können, muss man sie durch die Brille des Naturforschers betrachten. Barth, der sich gern auf der Suche nach krabbelnder Fauna in den Wäldern Mexikos, Costa Ricas und Brasiliens herumtreibt, erliegt den Tieren auch als Ästhet. Er streckt sich nach einer Glasflasche im obersten Regal, entkorkt sie und zeigt auf das leuchtend rote Spinnentier am Boden der Flasche. "Wenn jetzt noch die tropische Sonne drauf scheint - wunderbar."

Manchmal tummeln sich in den Labors des Spinnenmanns zwanzig Forscher. Bei der Zusammenstellung seiner Arbeitsgruppe pflegt Barth die Fächergrenzen "echt und gründlich" zu überschreiten. Kein Aspekt der Spinnensensorik soll vergessen werden. Ein Kollege kümmert sich um die Temperatur- und Feuchtigkeitswahrnehmung, einer inspiziert seit Jahren einzig die Augen.

Deren Erforschung wurde bei den nachtaktiven Tieren lange vernachlässigt. Inzwischen weiß man, wie ausgeklügelt diese Augen arbeiten. In einem der vier Augenpaare des Tieres sitzen hinter den starren Linsen bewegliche Fotorezeptorzellen. Deren Blickrichtung kann per Muskelkraft einzeln eingestellt werden. Die Forscher implantieren Elektroden in diese Muskeln und können so erkennen, wohin die Spinne gerade schaut. "Das geht auch bei frei laufenden Spinnen", gerät Barth ins Schwärmen über die Technik, die ihm ermöglicht, quasi mit den Augen einer Spinne die Welt zu erkunden.

Rhythmen im Liebesbeben

Sogar das Balzverhalten der Tiere hat Barth mit innovativer Technik ergründet: Mit einem Laser kann er Vibrationen messen. Für Spinnen ist die Unterscheidung von Erschütterungen nicht nur überlebenswichtig - sie halten so Freund und Feind auseinander -, sie erkennen auch einen balzbereiten Partner. Jede Art vibriert beim Werben nach anderen Mustern. Beim Erkunden dieser Balzbeben hat Barth herausgefunden, dass die turtelnden Spinnen "Silben" bilden und dazwischen Pausen einlegen. Diese Silben-Pausen-Folge formt sich zu einer eigenen Sprache, in der sich die zwei späteren Partner vor der Kopulation bis zu eine Stunde lang unterhalten.

Barth will in Zukunft den "Komplexitätsgrad der Analyse" noch erhöhen. Man wisse ja schon recht gut, wie die einzelnen Sensoren arbeiten. Zum Beispiel wie die rund 1000 Härchen die turbulenten Winde registrieren, die eine vorbeieilende Fliege erzeugt. Aber "wir sind ignorant, wenn es darum geht, wie die 1000 Härchen zusammenarbeiten", wie das Gesamtbild dieses Windreizes aussieht, den die Sensoren an das Gehirn weitergeben. Anders als beim Menschen, der mit dem Denkorgan die analytische Hauptarbeit verrichtet, ist bei den Spinnen die Sensorik so fein, dass sie dem Gehirn viel Arbeit abnimmt. "Irgendwo da draußen in der sensorischen Peripherie", sagt Barth, passieren die wichtigen Dinge, werden komplexe Reizbilder zusammengesetzt. Aber auf diesem Gebiet versagen reine Messmethoden. Hier sind mathematische Modelle und Computersimulationen nötig. Und der Forscher pocht noch einmal auf die Notwendigkeit, interdisziplinär zu arbeiten. Ganz am Ende würden auch die Ingenieure davon profitieren, wenn sie beim Verbessern ihrer technischen Sensoren von den Vorbildern aus der Natur abkupfern könnten.

Am Fenster des Zuchtraums sitzen die Weibchen der Golden Web Spider auf den goldglänzenden Spinnenfäden, die dieser Art ihren Namen gab. Die viel kleineren Männchen sitzen neben der Dame ihrer Wahl und warten, bis sie sich das letzte Mal gehäutet hat - um dann bei der Balz vielleicht ihr Favorit zu sein. "Es heißt, ein Papst hätte sich aus diesem Faden einen Mantel weben lassen", sagt Barth und lässt den Blick anerkennend über das vernetzte Bauwerk streifen.

Hier ist für Spinnenekel kein Platz. Es sind einfach schöne Tiere.

Friedrich G. Barth hat an Spinnenbeinen hoch komplexe Sensoren aufgespürt. Seither gelten die Tiere nicht mehr als simpel gebaute Krabbler. Spinnen sind Genies bei der Wahrnehmung von Erschütterungen. Der Münchner erhielt dieses Jahr die Karl Ritter von Frisch-Medaille. Seit 1987 ist er Professor für Zoologie in Wien.

(c) Die Zeit 30/2002