Arachnauts: Die NASA schickt Spinnen zum Experimentieren in den Weltraum – hier ist, was sie gefunden haben

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Menschen haben Spinnen mehr als einmal ins All gebracht, um die Bedeutung der Schwerkraft für ihren Netzbau zu untersuchen.

Was ursprünglich als etwas erfolgloses PR-Experiment für Highschool-Schüler begann, hat zu der überraschenden Erkenntnis geführt, dass Licht eine größere Rolle bei der Orientierung der Spinnentiere spielt als bisher angenommen.
Das Spinnenexperiment der US-Raumfahrtbehörde NASA ist ein Lehrstück für die frustrierenden Pannen und glücklichen Zufälle, die manchmal zu unerwarteten Forschungsergebnissen führen.

Die Fragestellung war relativ einfach: Auf der Erde bauen Spinnen asymmetrische Netze, bei denen das Zentrum zum oberen Rand hin verschoben ist.

In der Ruhephase sitzen die Spinnen mit dem Kopf nach unten, weil sie sich so schneller in Richtung der Schwerkraft auf die frisch gefangene Beute zubewegen können.

Doch was machen Spinnentiere in der Schwerelosigkeit? Mit diesem Experiment wollte die NASA 2008 Mittelschulen in den USA inspirieren.

Doch so einfach die Fragestellung auch war, die Planung und Durchführung des Experiments im Weltraum war äußerst anspruchsvoll.

Dies führte zu einer Reihe von Pannen.
Zwei Exemplare verschiedener Spinnenarten flogen als “Arachnauten” zur Internationalen Raumstation (ISS), eines (Metepeira labyrinthea) als Leitspinne und das andere (Larinioides patagiatus) als Reserve, falls die erste nicht überleben sollte.

Die Reservespinne entkam
Der Reservespinne gelang es, aus ihrer Vorratskammer auszubrechen und in die Hauptkammer zu gelangen.

Die Kammer konnte aus Sicherheitsgründen nicht geöffnet werden, so dass die Ersatzspinne nicht wieder eingefangen werden konnte.

Die beiden Spinnen spannen etwas wirre Netze und kamen sich gegenseitig in die Quere.
Und als ob das noch nicht genug wäre, vermehrten sich die Fliegen, die als Nahrung dienten, schneller als erwartet. Mit der Zeit krabbelten ihre Larven aus dem Brutbehälter auf dem Boden des Gehäuses in die Versuchskammer und bedeckten nach zwei Wochen große Teile der Fensterfront.

Nach einem Monat waren die Spinnen hinter all den Fliegenlarven nicht mehr zu sehen.
Dieser Misserfolg nagte lange an Paula Cushing vom Denver Museum of Nature & Science, die an der Planung des Spinnenexperiments beteiligt war.

Als sich 2011 erneut die Gelegenheit für ein ähnliches Experiment an Bord der ISS ergab, holte die Forscherin Dr. Samuel Zschokke von der Universität Basel hinzu, um den neuen Versuch vorzubereiten und auszuwerten.

Diesmal startete das Experiment mit vier Spinnen derselben Art (Trichonephila clavipes): Zwei flogen in getrennten Habitaten zur ISS, zwei blieben in getrennten Habitaten auf der Erde und wurden unter identischen Bedingungen wie ihre im Weltraum reisenden Artgenossen gehalten und beobachtet – nur dass sie der irdischen Schwerkraft ausgesetzt waren.

Die Weibchen waren Männchen
Ursprünglich war der Plan, vier Weibchen einzusetzen.

Doch dann passierte ein Missgeschick: Die Spinnen mussten als Jungtiere für das Experiment ausgewählt werden, und es ist äußerst schwierig, das Geschlecht von Jungtieren zu bestimmen.

Im Laufe des Experiments entpuppten sich zwei der Spinnen als Männchen, die sich in Körperbau und Größe deutlich von ausgewachsenen Weibchen dieser Art unterscheiden.

Doch schließlich gab es einen Glücksfall – eines der Männchen befand sich an Bord der Raumstation, das andere auf der Erde.
Die Spinnentiere spannen ihre Netze, zerlegen sie und spinnen neue.

Jeweils drei Kameras nahmen alle fünf Minuten Bilder auf. Zschokke, Cushing und Stefanie Countryman von BioServe Space Technologies der University of Colorado, die das Design und den Start der raumflugtauglichen Habitate mit den Spinnen und Fruchtfliegenlarven sowie dem Kamerasystem zur Internationalen Raumstation beaufsichtigten, analysierten die Symmetrie von 100 Spinnennetzen und die Ausrichtung der Spinne im Netz anhand von etwa 14.500 Bildern.
Es zeigte sich, dass die in der Schwerelosigkeit gebauten Netze tatsächlich symmetrischer waren als die auf der Erde gesponnenen.

Ihr Zentrum lag näher an der Mitte und die Spinnen hielten ihre Köpfe nicht immer nach unten. Allerdings stellten die Forscher fest, dass es einen Unterschied machte, ob die Spinnen ihre Netze im Lampenlicht oder im Dunkeln bauten.

Die auf der ISS im Lampenlicht gebauten Netze waren ähnlich asymmetrisch wie die terrestrischen Netze.
Licht als Back-up-System
“Wir hätten nicht gedacht, dass Licht bei der Orientierung der Spinnen im Weltraum eine Rolle spielen würde”, sagt Zschokke, der das Spinnenexperiment auswertete und die Ergebnisse mit seinen Kollegen in der Zeitschrift Science of Nature veröffentlichte. “Wir hatten das große Glück, dass die Lampen oben in der Kammer angebracht waren und nicht an verschiedenen Seiten. Sonst hätten wir den Einfluss des Lichts auf die Symmetrie der Netze in der Schwerelosigkeit nicht entdecken können.”
Die Analyse der Bilder zeigte auch, dass die Spinnen in beliebigen Ausrichtungen in ihren Netzen ruhten, wenn die Lichter ausgeschaltet waren, sich aber weg – also nach unten – orientierten, wenn die Lichter eingeschaltet waren.

Es scheint, dass Spinnen das Licht als zusätzliche Orientierungshilfe nutzen, wenn die Schwerkraft nicht vorhanden ist. Da Spinnen ihre Netze auch im Dunkeln bauen und ohne Licht Beute fangen können, war man bisher davon ausgegangen, dass Licht für ihre Orientierung keine Rolle spielt.
“Dass Spinnen ein Back-up-System zur Orientierung haben, wie das

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