Basilisk als Vorbild für Forschende

In die „Fußstapfen“ von Basilisken trat vergangen Sonntag Bernd Hupfauf, Stuntman des neuen ORF-Wissenschaftsmagazins Newton, in den Labors der Wasserbauer der LFU Innsbruck. Mit einer technischen Hilfskonstruktion aus den Händen der LFU-Forschenden versuchte er übers Wasser zu wandeln. Ob ihm dies gelang ist am Sonntag, dem 26.3. um 19.00 in ORF1 zu sehen.
Der Tiroler Bernd Hupfauf versucht es dem Basilisken gleich zu tun.
Bild: Der Tiroler Bernd Hupfauf versucht es dem Basilisken gleich zu tun.

Menschen, die der Natur ihre Tricks abschauen, damit beschäftigt sich ein ganzer Wissenschaftszweig. Bionik ist nicht nur ein Schlagwort für technische Entwicklungen, sondern sorgt auch in der Bewegungslehre für Diskussionsstoff. Der australische Superschwimmer Ian Thorpe zum Beispiel machte das Fishlike Swimming, eine vom Denkansatz revolutionäre Crawl-Technik, durch sensationelle Erfolge populär. Warum sollte dieses Prinzip nicht auch auf andere Dinge anwendbar sein, wo Tiere den Menschen überlegen sind?

Eigene Lauftechnik hält Echse über Wasser

Basilisken (Basiliscus) sind eine Gattung der Familie der Leguane. Der Stirnlappenbasilisk, auch Jesuseidechse genannt, lebt in Mittelamerika und ist ein hervorragender Kletterer, Läufer, Schwimmer und Taucher. Jedoch hat dieser Leguan auch die Fähigkeit am Wasser zu laufen: „Diese ‚Wasserläufer’ haben in tausenden Jahren der Evolution komplexe Lösungen für bestimmte Probleme gefunden“, erklärt Ronald Stärz vom Institut für Wasserbau der LFU. Der Basilisk ist einer der wenigen Beweise, dass auch Tiere, die nicht in der Gewichtskategorie von Insekten starten, auf dem labilen Element eine schnelle Fortbewegung zustande bringen. Insekten machen sich die Oberflächenspannung von Wasser zunutze und versinken deshalb nicht. Der Basilisk ist mit seinen rund 200 Gramm dafür zu schwer, verfügt aber über eine eigene Lauftechnik und eine besondere Beschleunigungsfähigkeit.

Technik ahmt die Natur nach

Stärz versuchte nun mit seinem Team anhand wissenschaftlicher Analysen und innovativer technischer Konstruktion diese Lösungen zu imitieren. Anhand von Hilfsfüßen und Hilfshänden sollte Bernd Hupfauf in der Lage sein, in der Schwimmhalle des USI übers Wasser zu wandeln, ähnlich wie der Basilisk.

„Die Unmöglichkeit für uns Menschen am Wasser zu laufen sollte anhand des Beitrages für Newton unter die Lupe genommen werden“, erläutert Ronald Stärz die Hintergründe, mit denen das ORF-Team an die Wissenschafter der LFU herangetreten ist: „Neben der Durchführung von einigen grundlegenden Experimenten zu Oberflächenspannung und Auftrieb wurden von uns im Wasserbaulabor auch einfache ‚Gehhilfen’ konstruiert, die es Bernd Hupfauf ermöglichen sollten, an der Wasseroberfläche Basiliskengleich vorwärts zu kommen“. Stärz beschäftigt sich mit Strömungsverhalten von Gegenständen im Wasser, genau mit jenem Spezialgebiet, mit dem erst im vergangenen Jahr in Harvard das Erfolgsrezept des Stirnlappenbasilisken entschlüsselt wurde.

Die Geschwindigkeit machts

Ein Sportler wie Bernd Hupfauf bringt 450-mal mehr Masse aufs Wasser als der Basilisk, dementsprechend mussten überdimensionale Füße angefertigt werden, streng an die Form des Basilisken angelehnt. Aus extrudiertem Polystyrol, wurden rund 60 cm lange und 25 cm hohe Füße gefertigt, die für eine Wasserverdrängung von insgesamt 100 Litern sorgten, gerade genug, um für Hupfauf den nötigen Auftrieb zu liefern. Wo Hupfauf den Schaumstoff braucht, um sich über Wasser zu halten, hilft dem Basilisken Luft. Er setzt seine Füße so blitzartig aufs Wasser, dass sich ein Luftpolster bildet. Durch eine Paddelbewegung sorgt er gleichzeitig für Vortrieb, das Ganze passiert so schnell, dass er an der Wasseroberfläche bleibt.

Eine Fähigkeit, die auch der durchtrainierte Bernd Hupfauf nicht aufbringen konnte. Überrascht musste das ORF-Team zur Kenntnis nehmen, dass auch Sprinternaturen mit riesigen Polystyrolfüssen nicht wirklich schnell werden. Ronald Stärz vom Institut für Wasserbau: „Überspitzt formuliert: Bernd müsste in seinen Bewegungen ähnlich schnell sein wie eine Fliege, um sein Gewicht zu kompensieren, und es der flinken Echse gleich zu tun, die mit zwei Metern pro Sekunde über das Wasser fegt.“

Gelingt das Experiment doch?

So ambitioniert der Versuch, so schnell war klar, dass Jahrtausende der Evolution nicht so einfach durch das Nachahmen von Bewegungsmustern und das Nachformen von Körperteilen ersetzt werden können. Es hat wohl einen Grund, warum es auch im Tierreich nur wenige Spezies gibt, die über Wasser laufen können. Bernd Hupfauf und das Team von Ronald Stärz wollten aber nicht locker lassen: wenn schon die physiologischen Fähigkeiten des Menschen weit davon entfernt sind, dann sollen die technischen Tricks des menschlichen Erfindergeistes nachhelfen. Resultat: eine von Muskelkraft betriebene Maschine, die die Bewegungen des Basilisken nachahmt. Mehr davon in Newton, Sonntag 26.3. 19.00 ORF1.