Einfluss von mechanischer Belastung auf Exoskelette von Insekten

• Antragsteller: Professor Dr. Jan-Henning Dirks
• Fachliche Zuordnung: Systematik und Morphologie der Tiere ; Biochemie und Physiologie der Tiere ; Biomaterialien
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 395713517

Insekten werden oft als die evolutionär erfolgreichsten multizellulären Lebewesen der Erde betrachtet. Ein wichtiger Teil ihres Erfolges ist ihr Exoskelett, welches die häufigste Form skelettaler Strukturen ist. Überraschenderweise ist unser Verständnis von Kutikula-Exoskelette im Vergleich zum Wissen über andere biologische Materialien fast vernachlässigbar.Wir wissen, dass viele biologische Materialien wie Knochen oder Holz, auf struktureller oder Materialebene auf mechanische Belastung reagieren. Besitzen Exoskelette aus Kutikula ebenfalls diese Fähigkeit? Ist die Fähigkeit auf mechanische Belastung zu reagieren einzigartig für Endoskelette oder pflanzliche Strukturen?Zur Beantwortung dieser Frage werden wir in diesem Projekt über einen längeren Zeitraum auf verschiedenen strukturellen und materiellen Ebenen die mechanische Belastung auf Insekten Exoskelette erhöhen und den Effekt auf die Kutikula und das Exoskelett untersuchen. Hierzu werden wir unter anderem unter anderem eine speziell konstruierte Zentrifuge, zusätzliche Gewichte und z.B. Beinschienen verwenden. Wir werden diese Versuche mit neusten 3D Bildgebungsverfahren, Mikroskopietechniken sowie umfangreichen biomechanischen Untersuchungen kombinieren.Durch dieses Projekt werden zum ersten Mal zentrale und grundlegende Kenntnisse in Bezug auf biomechanische Anpassungsfähigkeit von Exoskeletten gewonnen. Ein besseres Verständnis der möglichen Reaktion von Kutikula auf mechanische Belastungen wird eine Basis für weiterführende Untersuchungen zu fundamentalen Unterschieden und Gemeinsamkeiten von Exo- und Endoskeletten liefern, und wird dazu beitragen, einige der evolutionären Erfolgsgeheimnisse von Insekten besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen