27.11.2009 - Materialforschung

Starke Materialien aus der Natur

Geweihe von Rothirschen sind gleichzeitig steif und zäh

Geweihe von Rothirschen halten Brunftkämpfen stand, weil sie ungewöhnlich steif und zäh sind. Das haben spanische und britische Wissenschaftler herausgefunden, als sie die mechanischen Eigenschaften der Geweihe untersuchten und mit den Werten von Oberschenkelknochen der Tiere verglichen. Die Geweihe können bei einem Zusammenstoß siebenmal so viel Energie aufnehmen wie die Knochen. Die zu Beginn der Brunftzeit ausgetrockneten Geweihe waren zudem besser gegen Brüche und Risse gerüstet als die noch feuchten Geweihe, die im Frühjahr beginnen, heranzuwachsen.

Geweihe von kämpfenden Rothirschen sind widerstandsfähiger als ihre eigenen Oberschenkelknochen. Foto: Wikipedia.de

Bei männlichen Rothirschen bildet sich jedes Jahr ein neues Geweih. Ist es Mitte des Sommers ausgewachsen, streifen die Tiere die das Geweih umschließende Knochenhaut, den sogenannten Bast, ab. Zwischen Mitte August und Dezember findet dann die Brunft statt, die mit Kämpfen unter den Männchen einhergeht. Dabei stoßen die Hirsche ihre Geweihe aneinander und schieben sich gegenseitig über den Kampfplatz. Welchen Kräften die Geweihe bei diesen Paarungskämpfen stand halten können und wie sich diese Eigenschaften verändern, wenn die Geweihe feuchter oder trockener sind, war bisher unklar.

Zunächst ermittelten die Wissenschaftler, wie viel Gewicht der Geweihe von Iberischen Rothirschen (Cervus elaphus hispanicus) im Verlauf des Jahres verlieren, um einen Hinweis darauf zu bekommen, wie viel Feuchtigkeit aus den Geweihen entweicht. Die Forscher entnahmen dazu die Geweihe, kurz nachdem die Hirsche den Bast abgestreift hatten. Waren die Geweihe zu dieser Zeit noch feucht, trockneten sie innerhalb von einigen Wochen aus: Die Geweihe verloren unter normalen Witterungsbedingungen in fast gleichem Maße Feuchtigkeit wie unter großer Hitze im Labor. Bei Geweihen, die erst später im Jahresverlauf entnommen worden waren, zeigte sich ein geringerer Gewichtsverlust beim Trocknen. Die Brunftkämpfe finden also statt, wenn die Geweihe trocken sind.

Auch die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften zeigte, dass ein Kampf mit trockenem Geweih sinnvoll ist: Es ist weniger spröde als das feuchte und bricht bei einem Kampf nicht so schnell. Auch die Energie, die Geweihe bei einem Aufprall aufnehmen können, ist sehr viel höher, wenn das Geweih trocken ist. Diese mechanischen Eigenschaften weisen künstlich hergestellte Materialien selten auf. "Es ist sehr schwer, einen Werkstoff herzustellen, der beides ist: steif und zäh", berichtet Currey über die Ergebnisse.

John Currey (Universität von York) et al.: Journal of Experimental Biology, doi: 10.1242/jeb.032292

ddp/wissenschaft.de – Jessica von Ahn