Schlangen sind zum Krabbeln geboren und fühlen sich selbst auf der glattesten Oberfläche sehr wohl. Wissenschaftler beschlossen, das Geheimnis ihres schnellen und (unserer Meinung nach) äußerst unbequemen Transportmittels zu lüften.
Jeder, der Schlangen beobachtet hat, muss bemerkt haben, wie schnell sich diese flexiblen Kreaturen bewegen können. Manchmal übersteigt ihre Geschwindigkeit unsere Laufgeschwindigkeit merklich, obwohl das Krabbeln auf den ersten Blick eine sehr unbequeme Art ist. Bisher gibt es keine definitive und eindeutige Meinung darüber, wie genau Schlangen kriechen und welche physikalischen Mechanismen diesem Prozess zugrunde liegen. Es wird also angenommen, dass sie beim Biegen kleine Unregelmäßigkeiten im Boden, Kieselsteine und Zweige einfach abstoßen. Eine aktuelle Studie widerlegt diese Meinung jedoch.
David Hu sagt, eine genauere Untersuchung habe ergeben, dass die Schuppen am Bauch der Schlange so ausgerichtet sind, dass sie eine Verschiebung zum Schwanz und zur Seite verhindern. Er sagt: „So erzeugen diese Waagen eine bevorzugte Bewegungsrichtung, ähnlich wie Skier oder Schlittschuhe oder gewöhnliche Räder. Bei all diesen Fahrzeugen ist die Vorwärtsbewegung weit weniger energieintensiv als die Seitwärtsbewegung.“
Dieses Phänomen kann als "Reibungsanisotropie" bezeichnet werden, dh ungleichmäßige Reibung bei Bewegung in verschiedene Richtungen. Im Prinzip wurde schon vorher von seiner Existenz ausgegangen, aber die Details waren noch unbekannt.
Um diese Eigenschaft von Schuppen zu untersuchen, erstellten David Hu und seine Kollegen zunächst ein mathematisches Modell der Schlangenbewegung, indem sie die Geschwindigkeit des Massenmittelpunkts der Schlange als Funktion der Geschwindigkeit und Größe der „Wellen“bestimmten, die über sie laufen gekrümmter Körper sowie Reibungsanisotropie seiner Schuppen. Das Modell bewegte sich wie es sich für eine Schlange gehört, was zeigt, dass seine Bewegung aus kräftigen Körperbewegungen besteht, die durch die ungleichmäßige Reibung „geführt“werden, die durch die Struktur der Schuppen erzeugt wird.
Wissenschaftler testeten ihre theoretischen Berechnungen in mehreren Experimenten. Sie maßen die von den Schuppen erzeugte Reibung in verschiedene Richtungen, untersuchten das Kriechen von Schlangen auf ebenen und glatten Oberflächen – und alle Experimente bestätigten die Gültigkeit des beschriebenen Mechanismus. Die vom Modell vorhergesagten Zahlen stimmten perfekt mit den praktischen Messungen überein.
Pressemitteilung des Georgia Institute of Technology
