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Glühwürmchen: Das Versorgungsnetz der Lichtmaschine

Nur dank einem hauchzarten Netzwerk von Versorgungskanälen können Glühwürmchen ihr Leuchtorgan betreiben. Forschern ist nun ein faszinierender Einblick in das Gespinst gelungen.
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Ihr brillantes Leuchten verdanken Glühwürmchen einer speziellen chemischen Reaktion, bei der Luciferin-Moleküle unter Einsatz von Sauerstoff gespalten werden – ein Fall von so genannter Biolumineszenz. Dies funktioniert auf Dauer nur, wenn die Zellen am Hinterleib der Insekten mit genügend Sauerstoff versorgt werden. Wie dies geschieht, erforschen Wissenschaftler um Giorgio Margaritondo von der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne. Mit Hilfe moderner Mikroskopierverfahren haben sie nun das Netzwerk aus Versorgungskanälen genauer unter die Lupe genommen.

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Filigranes Netzwerk | Mit Hilfe modernster Bildgebungsverfahren konnte das Forscherteam die mitunter nur einige Dutzend Nanometer im Durchmesser messenden Kanäle auflösen.

Zum Einsatz kamen Synchroton-Phasenkontrastmikrotomografie und Transmissionsröntgenmikroskopie, heißt es in einer Mitteilung der Universität. Die Kanäle ähnelten dabei einem typischen Verteilungsnetzwerk, bei dem sich größere Leitungen immer weiter verzweigten. An ihrem untersten Ende messen die schmalsten Kanäle unter 100 Nanometer. Mit konventionelleren Bildgebungsmethoden lasse sich die Struktur daher nur schwer auflösen.

Die Untersuchungen ergaben auch, dass die Leuchtkäfer bei Bedarf Sauerstoff von anderen Körperfunktionen wegleiten und zusätzlich sauerstoffintensive Stoffwechselvorgänge der Leuchtzellen zu Gunsten der Lichtproduktion zurückfahren. Die Studie wird im Fachmagazin "Physical Review Letters" erscheinen.

Seit Langem suchen Wissenschaftler nach Wegen, das kalte und energetisch hocheffiziente Leuchten der Glühwürmchen technisch nachzuahmen – bislang ohne durchschlagenden Erfolg. Lediglich den optimierten Aufbau des Leuchtorgans haben Ingenieure bereits nachgebaut.

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