Die winzigen Hautstrukturen sind der Wissenschaft schon seit Jahren bekannt. Ihre Funktion war jedoch bislang unklar. Auffällig ist, dass sie besonders häufig bei Geckos und Chamäleons vorkommen, die in trockenen oder halbtrockenen Lebensräumen leben. Das brachte Forschende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) auf eine naheliegende Frage: Könnten die Härchen den Tieren helfen, Wasser zu sparen?
Eine Grenzschicht gegen das Austrocknen
„Biologische Strukturen entstehen nicht zufällig, sondern sind das Ergebnis evolutionärer Prozesse, in denen genetische Variation durch natürliche Selektion geformt wird.“, sagt Professor Stanislav Gorb vom Zoologischen Institut, der die Studie geleitet hat. „Was ist also die ursprüngliche Funktion solcher Strukturen? Wir wollten herausfinden, ob diese feine Struktur die Verdunstung verringert.“
Um dieser Frage nachzugehen, entwickelte Gorb mit seinem Forschungsteam ein vereinfachtes Computermodell der Geckohaut. Darin bildeten die Forschenden auch eine Reihe der winzigen Setulae ab. Mithilfe von Strömungsmodellen simulierten sie anschließend, wie sich die Luft über die Haut bewegt und welchen Einfluss die Härchen im Nanomaßstab darauf haben.
Zunächst vermuteten die Forschenden, dass die Härchen auch einen gegenteiligen Effekt haben können. Durch die vergrößerte Hautoberfläche hätte mehr Wasser verdunsten und die Echsen noch schneller austrocknen können. Die Simulationen zeigten jedoch, dass die Anordnung der Setulae einen anderen Effekt haben kann: Dem Modell zufolge halten die Härchen Luft in ihren Zwischenräumen fest. Dadurch könnten die Setulae die Haut abschirmen und den Wasserverlust verringern.
„Die Struktur im Nanomaßstab erzeugt eine Grenzschicht. Das bedeutet, dass die Wassermoleküle, die von der Hautoberfläche in die Luft gelangen, in dem begrenzten Raum viele Male zurückprallen und einige von ihnen wieder zurückkehren“, sagt Gorb. Die Modellierung liefert damit einen möglichen Mechanismus, wie die Hautstrukturen den Wasserverlust verringern könnten. Ob dieser Effekt tatsächlich auf der Haut lebender Geckos auftritt, müssen Experimente zeigen. Dafür will das Team in einem nächsten Schritt künstlich hergestellte Haut oder von Geckos abgestreifte Haut untersuchen. Außerdem möchten die Forschenden den Einfluss von Lipiden genauer erforschen, die in die Hautstruktur eingebettet sind und die Oberfläche wasserabweisender machen.
Universität Kiel
Originalpublikation:
Alexander E. Filippov, Alexander Kovalev, Elena V. Gorb et al. (2026): „Surface protrusions of the microstructured lizard skin may reduce evaporation intensity: Numerical modelling approach“, Biointerphases 21: 041006; DOI: 10.1116/6.0005508, https://doi.org/10.1116/6.0005508
