Naturtalent

Biosensoren im Gurkenflug

Die fliegenden Samen der Java-Gurke sind Vorbild für kompostierbare Sensoren, die Messungen in der Natur erleichtern könnten.

Was kann fliegen wie ein Segelflugzeug und klingt wie ein beliebtes Salatgemüse, ist aber keines? Die Java-Gurke (Alsomitra macrocarpa) beziehungsweise ihre Samen – deshalb wird sie auch Flugsamen-Gurke genannt. Essbar ist sie nicht. In den tropischen Wäldern Südostasiens, etwa auf der namensgebenden Insel Java, klettert dieses Lianengewächs an Baumstämmen bis in 40 Meter Höhe. Ihr Ziel? Ihrem Nachwuchs einen Startvorsprung zu verschaffen,  wenn ihre Kapselfrüchte aufplatzen und Hunderte von geflügelten Samen dem Wind übergeben – je höher sie starten, desto weiter können sie fliegen.

Jeder Samen geht dabei in einem flügelförmigen Mäntelchen aus pflanzlichen Zellwänden auf Flugreise. Dieser Samenschirm sieht aus wie ein halbtransparenter, großer Schmetterling: 14 Zentimeter breit spannen sich seine Flügel. Genug Fläche, um Auftrieb zu erzeugen und den zwei bis drei Zentimeter großen Samen durch die Luft zu tragen. So kann der bis zu 100 Meter weit gleiten – und außer Konkurrenz zur Mutterpflanze optimale Keimbedingungen finden. Sobald die Flugsamen auf dem feuchten Waldboden landen, beginnt der Samenschirm, sich zu zersetzen.

Im Sustainability Robotics-Labor der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Dübendorf haben Forscher:innen nun einen Bio-Gleiter entwickelt, der fliegt wie Java-Gurken-Samen und sich am Ende zersetzt wie deren Samenschirm. Fabian Wiesemüller, Robotiker und Materialwissenschaftler, war als Doktorand ab 2019 maßgeblich an der Entwicklung beteiligt. Die Vision: einen „transienten“, das heißt biologisch abbaubaren Sensor zu schaffen, der autonom Umweltdaten ermittelt, ablesbar macht und dann zerfällt, â…

GRAFIK: Eva Leonhad, ELLEMENTE: Freepik / Macrovector, Flaticon / Kornkun / Octopocto / Freepik

Er sieht aus wie ein Bumerang und trägt einen organischen Sensor, der den pH-Wert der Umgebung messen kann: Der Bio-Gleiter.

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