Dem Schneckenschleim auf der Spur

Nach Regenschauern zeigen Bänderschnecken (Cepaea nemoralis) eine hohe Aktivität. Forschende der Abteilung „Biomaterialien“ am Max-Planck-Institut Potsdam-Golm analysierten die charakteristischen Schleimspuren. Das sekretierte Naturmaterial zeigt eine erstaunliche funktionelle Variabilität. Die Schnecke modifiziert das Sekret bedarfsgerecht von flüssig bis hochviskos oder klebrig.

Eine Studie entschlüsselt diese biochemischen Anpassungsmechanismen. Die Forschenden zeigen, wie identische Grundbausteine unterschiedliche Materialeigenschaften erzeugen. „Schneckenschleim mag auf den meinsten Blick unscheinbar wirken, ist aber ein unglaublich vielseitiges Material,“ sagt Dr. Franziska Jehle. „Dass die Schnecke mit den gleichen Grundbausteinen gezielt die Eigenschaften ihres Schleims verändern kann, macht sie für die Forschung so spannend.“

Der biochemische Baukasten

Das Forschungsteam untersuchte insgesamt fünf funktionell differenzierte Schleimarten. Analysiert wurden Sekrete für Fortbewegung, Adhäsion, Austrocknungsschutz, Gehäuseverschluss sowie zur Verteidigung. Die quantitative Zusammensetzung variiert, während die qualitativen Komponenten identisch bleiben. Die chemischen Hauptbausteine bilden Proteine, insbesondere Kollagen, sowie Kalzium.

Strukturelle Rolle von Kollagen VI und Kalzium

Überraschend identifizierten die Forschenden Kollagen VI als zentrales Strukturelement. Dieses Protein ist primär aus menschlichem Bindegewebe bekannt. Zusammen mit amorphem Kalziumkarbonat aus dem Drüsengewebe steuert es die Materialeigenschaften. Die Schnecke reguliert die Maschenweite des Proteinnetzwerks über die Kollagen-VI-Konzentration. Eine höhere Netzdichte steigert die Viskosität und mechanische Stabilität des Schleims. Kalzium-Ionen dienen der molekularen Vernetzung, während Calcit-Partikel als strukturelle Verstärkung wirken.

Potenzial für Biomimetik und Materialentwicklung

„Die Erkenntnisse dieser Studie reichen weit über die Biologie der Schnecke hinaus“, sagt Prof. Peter Fratzl. „Natürliche Materialien erzielen mit wenigen Bausteinen eine enorme Vielfalt an Funktionen. Wenn wir die Prinzipien dahinter verstehen, ist das für die Entwicklung nachhaltiger Materialien von großer Bedeutung.“ Die Bionic-Konzepte bieten Ansätze für nachhaltige Klebstoffe und funktionelle Oberflächenbeschichtungen. Auch neuartige Biomaterialien für medizinische Anwendungen lassen sich daraus ableiten.

Quelle

Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (08/2026)