Die Außenhülle (links) sowie das Leitbündelsystem (rechts) der Ast-Stamm-
Anbindung im Drachenbaum im belasteten (gelb) und unbelasteten (rot) Zustand. (Bild: Hesse/Uni Freiburg)
Zunächst wurde mithilfe eines Magnetresonanztomographen (MRT) das Innere von Stamm und Ast eines Drachenbaums im unbelasteten Zustand ab. Anschließend belasteten die Forscher den Ast, indem sie ihn mittels eines mechanischen, von außerhalb des MRT gesteuerten Arms verbogen, und bildeten die inneren Strukturen der Pflanze erneut ab.
Aus beiden Bildersätzen erstellten die Wissenschaftler dreidimensionale Computer-Modelle. Anhand dieser konnten
sie vergleichen, wie sich das Gewebe, das eine Pflanze stabilisiert, jeweils verhält und wie es sich bei Belastung verschiebt: Einerseits die Leitbündel, die Stoffe und Flüssigkeiten innerhalb von Pflanzen transportieren, und andererseits die Faserkappen, die diese Leitbündel umgeben und festigen. Dabei betrachteten die Wissenschaftler sowohl die gesamte Ast-Stamm-Anbindung als auch einzelne Leitbündel, um Veränderungen vom unbelasteten
zum belasteten Zustand möglichst genau zu ergründen.
Druckkräfte abdämpfen
Je nach ihrer Lage in der Verzweigung werden die Bündel und die Kappen teilweise längs gedehnt und können so Zuglasten aufnehmen oder auch quer gegen das umliegende Gewebe gedrückt, um Druckkräfte abzudämpfen.
Auf dieser Basis ist es nun möglich, die wissenschaftlichen Erkenntnisse in technische Faserverbundverzweigungen zu übertragen – mit dem Ziel, sowohl leichte als auch stabile Werkstoffe mithilfe des natürlichen Vorbilds noch weiter zu verbessern.
Das Team hat die Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ veröffentlicht. hei
