Dansk forskning opklarer den klistrede frøtunges hemmeligheder
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Dansk forskning opklarer den klistrede frøtunges hemmeligheder

Illustration: Aarhus Universitet

Man skal være hurtig, hvis man skal fange en flue – og det er frøen også.

Med et piskesmæld farer tungen ud, klistrer fluen fast, og er lige så hurtigt inde i munden igen.

Hvordan gør den det? Hvorfor falder fluen ikke af i farten? Og hvordan slipper tungen så fluen igen, når den er inde i munden?

Illustration: Aarhus Universitet

Det er de centrale spørgsmål, som en forskergruppe med dansk deltagelse nu kan svare på ved hjælp af nye avancerede måleinstrumenter.

Og det er ganske nyttig viden, hvis man vil udvikle nye typer lim, der også er i stand til at løsne grebet om den påklistrede genstand igen, fortæller Tobias Weidner, lektor på Institut for Kemi på Aarhus Universitet.

Læs også: Spørg Scientariet: Kan slanger og frøer høre?

Illustration: Aarhus Universitet

Effektiv superlim

Hans rolle i projektet har været at undersøge, hvordan strukturen på spyttet ser ud, når det indfanger byttet og slipper det igen.

»Spyttet er en utroligt effektiv superlim, som bliver aktiveret, når man hiver hårdt i det. Men det får ikke fluen til at sidde fast for evigt, som superlimen ville gøre. Derfor kunne det måske i en syntetisk version bruges som gribemiddel på robotter,« foreslår Tobias Weidner.

Illustration: Aarhus Universitet

For at finde ud af, hvad der gik for sit i spyttet, satte forskerne derfor tre hornfrøer foran en rude og slap en flue løs på den anden side. Herefter tog de prøver at spyttet på ruden, som havnede der i stedet for på fluen.

Her ser man, hvordan fibrillerne danner sig mellem tunge og bytte. Illustration: James Elliott Fowler

Ved hjælp af avancerede instrumenter lykkedes det dem at observere, hvordan en masse små fibriller i spyttets proteiner tittede frem i spyttet, idet frøtungen satte sig fat og trak sig tilbage mod frøen.

Illustration: Aarhus Universitet

Fibrillerne viste sig som lange tråde mellem spyt og bytte og er årsagen til, at tungen ikke taber fluen på vejen, selv om det går stærkt.

Læs også: Forsker klatrer som en gekko: Lodret op ad glasfacade

Illustration: Aarhus Universitet

Fjederlignende effekt

I frøspyttet kunne de nemlig se, at trådene bidrager med en fjederlignende effekt, når tungen er i tilbagetrækning. Denne effekt hjælper med at reducere presset på limen, så fluen kan trækkes ind, uden at snoren på ’fiskestangen’ knækker.

»Det er en fascinerende mekanisme, som vi forhåbentligt kan bruge til noget i udviklingen af syntetisk lim. Måske kan vi lave en polymer med de egenskaber, som disse fibriller har, og så er man altså nødt til at vide først, hvad der sker i frøspyttet,« siger Tobias Weidner.

Illustration: Aarhus Universitet

Fibrillernes funktion blev allerede adresseret for mere end ti år i forbindelse med forskning i gekkofødder, og edderkoppefødder har også været under luppen, så de var med på listen over hypoteser fra begyndelsen. Men det var ikke observeret på nært hold.

Det lod sig gøre under et meget avanceret mikroskop, bygget af Brookhaven National Laboratory i USA.

Mikroskopet, som går under navnet NEXAFS (near-edge x-ray absorption fine structre), er nemlig så følsomt, at det kan måle på den kemiske sammensætning af de alleryderste 4-5 nanometer af tungens overflade – en opgave, der ellers har været svært for lignende udstyr at opnå.

Læs også: Superplaster efterligner gekkoens fødder

Kan måle på ru overflader

Ifølge Tobias Weidner har de mest benyttede metoder inden for materialeforskning været massespektroskopi, hvor en røntgenstråle bliver rettet mod prøven for at løsne elektroner, der kan måles på.

Men dels er der risiko for, at strålerne beskadiger det sarte væv, dels skal vævsprøven være helt glat og strømlinet for at der ikke kommer støj i målingerne.

»Spektroskopi er en fin metode, hvis du vil se på et stykke metal, f.eks., men her er vi kun interesseret i det alleryderste lag, som er svært at se med denne metode, og så kan det heller ikke nytte noget, at vi skal banke materialet fladt og ensartet først. Vi vil se på den levende tunge,« understreger Tobias Weidner.

I stedet blev det meget følsomme mikroskop sammen med data fra vibrationsspektroskopi vejen frem.

Vibrationsspektroskopi bygger målinger med både infrarødt lys og synligt lys. Det infrarøde lys får molekylerne i prøven til at vibrere og mødet med det synlige lys giver et billede af overfladens kemiske sammensætning, som herefter kan kombineres med billeder fra NEXAFS.

Denne kombination af metoder har tidligere været demonstreret på slangeskæl, og stod nu sin prøve på spyt.

»Det er et stort skridt mod at kunne se på mere realistiske prøver. Før kunne vi måske se den overordnede sammensætning af en prøve på en kvadratcentimeter, men vi ville gerne endnu tættere på frøspyttet,« siger Tobias Weidner.

Læs også: Insektfødder inspirerer forskere til ny slags tape

NEXAFS-mikroskopet. Illustration: Aarhus Universitet

Næste projekt: Edderkoppefødder

Et af de kommende projekter, Tobias Weidner gerne vil videre med, er den forskning i edderkoppefødder, han gik i gang med under et ophold på Universitetet i Seattle, Washington.

Den gang måtte han have den lokale zoo til at barbere hårene af en tarantel for at undersøge den, da almindelige husedderkopper var for små.

»Men med dette udstyr kan det måske lade sig gøre. Nu kan vi lave masser af eksperimenter, vi ikke kunne før, og det vigtigt, hvis vi på nogen måde skal blive inspireret til nye typer lim,« understreger han.

Med i projektet er desuden en række forskere fra Oregon State University, University of Kiel, Max Planck-instituttet samt National Institute of Standards and Technology.