In einer Höhle, die sich an der Grenze zwischen Albanien und Griechenland befindet, haben Wissenschaftler eine spektakuläre Entdeckung gemacht: Ein Netz mit einer Fläche von 106 Quadratmetern, das von fast 111.000 Spinnen gewebt wurde.
In der „Sulfurhöhle“ untersuchen Höhlenforscher die zahlreichen übereinanderliegenden Schichten von Netzen, die die Wände der Höhle bedecken und Zehntausende von Spinnen beherbergen.
Für empfindliche Gemüter ist es ratsam, diesen Artikel nicht weiterzulesen. Egal, ob Spinnen Ihnen Angst machen, Sie ekeln oder faszinieren, es wird schwierig sein, dieser Entdeckung, die von Wissenschaftlern und Höhlenforscher an der Grenze zwischen Albanien und Griechenland gemacht wurde, gleichgültig gegenüberzustehen. In dieser dunklen Höhle, die von einem starken Geruch nach faulen Eiern durchdrungen ist, verursacht durch den darin vorhandenen Schwefelwasserstoff, haben sie eine außergewöhnliche natürliche Struktur entdeckt: Tausende von Netzen erstrecken sich über mehr als einhundert Quadratmeter und beherbergen etwa 111.000 Spinnen – also mehr als 1.000 Individuen pro Quadratmeter!
Ein Ungewöhnliches Zusammenleben in einer Höhle
Christine Rollard, Arachnologin und Dozentin am Nationalmuseum für Naturgeschichte in Paris, hebt hervor, dass es sich nicht um ein einzelnes riesiges Netz handelt, sondern um „ein Geflecht individueller Netze“. „Das Spektakuläre ist dieses Ineinander, das ein Deckengeflecht, ein Tuch, ein Vorhang schafft“, beschreibt sie. Solche Ansammlungen können in der Natur gelegentlich auftreten, jedoch bleibt die hier beobachtete Ansammlung außergewöhnlich, da die Spinnen zahlreich und an demselben Ort versammelt sind. Jean-François Flot, Professor für Entwicklungsbiologie an der Freien Universität Brüssel und Mitglied des wissenschaftlichen Teams, das zur Studie beigetragen hat, war ebenfalls beeindruckt von der Dimension der Struktur und ihrer überraschend weichen Textur. „Sie erinnerte mich an die Papiernester, die von bestimmten Wespen gebaut werden“, erzählt er.
Unter den zahlreichen Spinnen, die in der Höhle zu finden sind, dominieren zwei Arten, Tegenaria domestica und Prinerigone vagans. „Beide Arten verweben Netze, und die Tégénaire [fügt] einen Trichter hinzu, die Löcher, die man auf den Bildern sieht“, erklärt Christine Rollard. Die Wissenschaftlerin bemerkt jedoch, dass die beobachtete Struktur sich leicht von den normalerweise von den Tégénaires gebauten Netzen unterscheidet. „Normalerweise bauen die Tégénaires ein echtes Netz [nach vorne gerichtet]. Hier scheint das Netz eher platt zu sein, was mich überrascht hat. Es bildet eine Art Vorhang.“
Auf der Oberfläche leben Tégénaires normalerweise alleine und können sogar Prinerigone vagans jagen. Ihr friedliches Zusammenleben in der Höhle hat die Forscher daher fasziniert. Jean-François Flot präsentiert mehrere Hypothesen, um dies zu erklären. Er ist der Ansicht, dass „Dunkelheit und Nahrungsmangel die Aggressivität der Spinnen verringern und ihr Zusammenleben fördern könnten.“ Zudem verweist er auf die Anpassung an die unterirdische Umgebung, die mit genetischen Unterschieden einhergehen könnte, die ihr Verhalten verändern. Der Wissenschaftler betont schließlich, dass eine Modifikation des Mikrobioms ebenfalls eine Rolle spielen könnte, wobei immer mehr Studien einen „starken Zusammenhang zwischen Mikrobiom und Verhalten bei vielen Tieren“ herstellen.
Trotz des Eindrucks eines gemeinsamen Netzes befindet sich jede Spinne in Wirklichkeit auf ihrer eigenen Struktur. „Sie bilden ein Ganzes, da die Netze sehr nah beieinander liegen, aber ich denke, die Spinnen bleiben einsam“, präzisiert Christine Rollard. Sie erinnert daran, dass wahrscheinlich Auseinandersetzungen stattgefunden haben, als das Netz gebaut wurde, da einige Tégénaires oder Linyphiidae sich möglicherweise gegenseitig gefressen haben. „Aber einmal [installiert], blieben sie jeweils in ihrem Netz. […] Ihr Netz ist ihr Territorium. Es sind Spinnen, die auf ihre Beute warten und sich nicht bewegen“, hebt sie hervor.
Die Netze bilden einen Vorhang, durchzogen von mehreren Trichtern, wobei jede Öffnung der Unterschlupf einer Spinne ist.
Ein Umfeld voller Schwefel, dunkel und feucht
Laut der Studie erklärt die außergewöhnliche Nahrungsfülle weitgehend die Präsenz und die ungewöhnliche Konzentration von Spinnen in der Höhle. Die Wissenschaftler haben dort immense Schwärme von Chironomiden beobachtet, diesen nicht stechenden Mücken, die von den Spinnen gefressen werden. Diese Insekten sind wiederum von Biofilmen abhängig, die von Bakterien hergestellt werden, die in der Lage sind, Schwefel zu oxidieren. Dank eines Bachs, der reich an Schwefelwasserstoff ist und die Höhle durchfließt, gedeihen diese Mikroorganismen und versorgen die gesamte Nahrungskette. „In den üblichen Lebensräumen und Ökosystemen dieser beiden Arten gibt es tatsächlich keinen Schwefel“, erinnert sich Christine Rollard.
Darüber hinaus entsprechen die Bedingungen in der Höhle perfekt ihrem natürlichen Lebensraum. Tégénaires sind beispielsweise nachtaktiv und „es ist ganz normal, sie in dunklen Orten zu finden“, erklärt die Spezialistin. „Tagsüber bleiben sie in ihrem Trichter. Und mit Einbruch der Nacht nehmen sie immer ihren Platz auf ihrem Netz ein, die Beine in der Nähe des Trichtereingangs ausgebreitet, auf dem Netz, das die Falle bildet.“ Diese beiden Arten benötigen auch „eine gewisse Feuchtigkeit und eine relativ kühle Temperatur“, Parameter, die die Höhle ihnen natürlich bietet.
„Ein solches chemiosynthetisches Ökosystem ähnelt dem, was man an den ozeanischen Rücken findet, ist jedoch viel zugänglicher“, betont Jean-François Flot. „Der Zugang zur Höhle ist relativ einfach, auch wenn man einen Fluss mit einer ziemlich starken Strömung überqueren muss, und die Organismen leben bei normalen Temperaturen und Druck, sodass sie leicht lebend ins Labor zurückgebracht werden können, um sie zu studieren.“ Der Forscher besteht zudem auf der Notwendigkeit, diesen einzigartigen Ort zu schützen. „Es ist absolut entscheidend, diese weltweit einzigartige Höhle zu schützen, und wir denken bereits über geeignete Maßnahmen nach.“
Christine Rollard betont abschließend die bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit der Spinnen. „Sie sind dafür gemacht, Umgebungen zu kolonisieren, die manchmal als extrem bezeichnet werden“, erklärt sie. „Man findet sie wirklich überall.“ Einige Arten können beispielsweise „in 6.700 Metern Höhe im Himalaya, in Ritzen leben“, während andere Wüsten oder extrem feuchte Umgebungen bevölkern, in denen die Temperaturschwankungen erheblich sind.
Ergebnisse zur Verfeinerung
In dieser Studie konzentrierte sich das Team von Professor Jean-François Flot auf zwei Hauptaspekte: die DNA-Sequenzierung der Spinnen der „Sulfurhöhle“, entnommen vom Netz sowie in der Nähe des Eingangs, und die Analyse des Mikrobioms von Tegenaria domestica. „Die genetischen Analysen zeigten, dass die beiden Arten von Spinnen, die friedlich auf dem riesigen Netz koexistieren, beide genetisch unterschiedlich sind, jedoch den bisher sequenzierten Oberflächenpopulationen nahe stehen. Dies deutet darauf hin, dass die in der Höhle beobachteten Populationsgruppen dieser beiden Arten keinen Individuenverkehr mit den Oberflächenpopulationen dieser Arten haben“, erklärt er.
Diese genetischen Unterschiede weisen auf eine alte Trennung zwischen den unterirdischen und den oberirdischen Populationen hin. „Um zu wissen, [wie alt diese Trennung ist], müssen wir das gesamte Genom von Individuen der Oberfläche und von Individuen der Höhle sequenzieren, um sie zu vergleichen“, fährt der Forscher fort. Verhaltensstudien sind ebenfalls geplant, um die beiden Gruppen in derselben Umgebung zu beobachten.
Das Alter des Netzes bleibt ebenfalls unbekannt. „Für das Alter des Netzes müssen Proben von dem Teil entnommen werden, der dem Wand am nächsten ist, wo das Netz sehr dick und somit logisch am ältesten ist, und es mit Kohlenstoffisotopen datiert werden“, betont Jean-François Flot.
Schließlich zeigt die Analyse des Mikrobioms, dass das Mikrobiom der Tégénaires in der Höhle stark verarmt ist. „Dieses verarmte Mikrobiom deutet darauf hin, dass die Umgebung, in der die Tégénaires in der Höhle leben, eine sehr „saubere“, fast sterile Umgebung im Vergleich zur Außenwelt ist.“ Die identifizierten Bakterien sind intrazelluläre Symbionten, deren ungewöhnliche Häufigkeit schwer zu interpretieren bleibt. „Es handelt sich daher immer noch um ein vorläufiges Ergebnis“, präzisiert der Spezialist.
Spinnenseide, stärker als Stahl
Wie alle Spinnennetze werden auch die in der „Sulfurhöhle“ beobachteten Netze aus einem bemerkenswerten natürlichen Material hergestellt: Spinnenseide. Diese wird im Bauch des Tieres von speziellen Drüsen produziert, die Proteine, die Spidroine genannt werden, synthetisieren. Im Körper ist die Seide flüssig, wird jedoch beim Durchgang durch kleine Öffnungen am Hinterteil des Spinnenkörpers fest. „Spinnen sind die einzigen Tiere, die mehrere Arten von Fäden für unterschiedliche Zwecke erzeugen. Hier wurde einer dieser Fäden verwendet, um die Fallen zu erstellen. Und das ist wirklich sehr widerstandsfähig, besonders wenn es eine [aufwändige] Konstruktion wie hier gibt“, erklärt Christine Rollard.
Spinnenseide zählt zu den robustesten natürlichen Materialien der Welt. Spinnenseide soll stärker sein als Stahl und zäher als Kevlar. Ihre Eigenschaften inspirieren seit langem Forscher, insbesondere für biomimetische Anwendungen in der Textil- und Medizinbranche. „Biomimetik gibt es schon lange, und wir versuchen seit [Jahren], Spinnenseide nachzuahmen“, erinnert die Spezialistin.
Im 19. Jahrhundert haben der jesuitische Vater Paul Camboué und sein Mitarbeiter, der Techniker M. Nogué, die ersten Versuche zur Gewinnung von Nephila-Seide unternommen, von großen Spinnen, deren Netze bis zu zwei Meter Durchmesser erreichen und kleine Vögel oder Fledermäuse fangen können. „Die Nephila von Madagaskar erzeugt schöne geometrische Netze. Sie haben Hunderte von Individuen gezüchtet, zogen die Fäden von der Hinterseite der Spinne ab, wickelten sie um eine Spindel und stellten Stoffstücke her.“, beschreibt die Forscherin. Das Experiment wurde allerdings eingestellt. „Sie haben aufgehört, weil es im Vergleich zur Zucht von Seidenraupen nicht rentabel genug war und viel schwieriger zu züchten war“, präzisiert sie.
Heutzutage kommen die vielversprechendsten Fortschritte aus der Biotechnologie. „Derzeit sind die Deutschen am weitesten fortgeschritten in der Herstellung von Fäden, die ähnliche Eigenschaften wie Spinnenseide besitzen, durch Bakterien“, erklärt die Wissenschaftlerin und erwähnt dabei vor allem die Arbeiten des Unternehmens AMSilk.
