München - Die meisten Menschen glauben, dass Schlangen ihren Opfern Gift wie durch eine Injektionsnadel einspritzen - tatsächlich ist nur etwa ein Zehntel aller bekannten Schlangenarten giftig und von diesen wiederum nutzt nur etwa ein Siebtel den Trick mit dem hohlen Giftzahn. Die große Mehrheit behilft sich mit deutlich einfacheren Systemen, die dennoch höchst effektiv sind. Physiker der Technischen Universität München (TUM) haben sich der Frage gewidmet, warum diese einfacheren Methoden wirken.

Ein typischer Vertreter dieser Arten ist die Mangroven-Natter (Boiga dendrophila). Mit ihren Doppelzähnen reißt sie ein Loch in die Haut ihres Opfers. Zwischen den Zähnen und dem Gewebe fließt das Gift in die Wunde. Doch es geht sogar noch einfacher: Viele Giftzähne haben lediglich eine Furche, an der entlang das Gift in die Wunde gelangt. Leo van Hemmen, Biophysiker an der TU München, fragte sich, warum diese einfache Methode evolutionsbiologisch so erfolgreich sein konnte, obwohl beispielsweise Vogelfedern das offen auf dem Zahn entlang fließende Gift abstreifen können müssten. Zur Klärung wurde die Oberflächenspannung und die Viskosität verschiedener Schlangengifte untersucht. Die Messungen zeigen, dass Schlangengift erstaunlich zähflüssig ist.

Exakt abgestimmte Ausstattung

Die Oberflächenspannung ist hoch, sie entspricht in etwa der von Wasser. Dadurch ziehen die Oberflächenenergien einen Tropfen Schlangengift in die Rinne des Zahns, in der er sich dann ausbreitet. Durch eine optimale Geometrie der Zahnfurche und die Anpassung der Viskosität des Giftes haben sich die Schlangen im Laufe der Evolution auf ihre bevorzugten Opfer eingestellt. Vogelfressende Schlangen haben tiefere Furchen entwickelt, in denen das zähflüssige Gift von Vogelfedern nicht mehr abgestreift werden kann.

Gelöst wurde auch die Frage, wie die Schlange das Gift tief unter die Haut des Opfers bringt, denn erst dort kann es seine tödliche Wirkung entfalten. Auch hierfür haben Schlangen im Laufe der Evolution einen Trick entwickelt: Beißt die Schlange zu, bilden Zahnfurche und umliegendes Gewebe einen Kanal. Wie ein Löschblatt saugt das Gewebe das Gift durch diese Röhre. Und genau hierfür ist das Schlangengift in besonderer Weise zusammengesetzt: Wie Ketchup, das durch Schütteln deutlich flüssiger wird, lassen die durch den Sog auftretenden Scherkräfte das Schlangengift wesentlich dünnflüssiger werden, so das es dank der Oberflächenspannung schnell durch die Giftröhre einziehen kann.

Flüssigkeiten, die sich so verhalten, nennen die Wissenschaftler Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten. Für die Schlange hat dies eine höchst praktische Konsequenz: So lange keine Beute in Sicht ist, liegt das Gift zähflüssig und klebrig in der Rinne. Beißt die Schlange zu, fließen die giftigen Tropfen entlang der Furche in die Wunde und entfalten dort ihre tödliche Wirkung. (red)