Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


De spin als parasailer

Dovnload 31.04 Kb.

De spin als parasailer



Datum16.05.2018
Grootte31.04 Kb.

Dovnload 31.04 Kb.

De spin als parasailer

NRC, 27 juli 2006



Spinnen kunnen honderden kilometers door de lucht afleggen. Voor het eerst begrijpen wetenschappers hoe spinnen kunnen wegzweven aan een draad van zijde. Maar er is geen controle over de landingsplaats.

Een spin zit op een blad. Een zachte bries wiegt het blad. Misschien voelt de spin dat dit het juiste moment is. Hij tilt zijn achterlijf op en spint een draad. De wind krijgt er vat op. Opeens: woesj. Het lege blad trilt zachtjes na. Als een parasailer is de spin vertrokken, bestemming onbekend.



Britse wetenschappers hebben voor het eerst kunnen verklaren hoe geleedpotigen (voornamelijk spinnen) met hun parachuteertechniek kunnen opstijgen en daarna in principe onbeperkte afstanden overbruggen. David Bohan, Andy Reynolds en James Bell ontwikkelden een model waarin rekening wordt gehouden met de flexibiliteit en rekbaarheid van spinnendraden.



Mannelijke dwergspinnen. De onderste heeft een draad waaraan hij kan wegzweven.  

Het gebruikelijke model van J.A.C. Humphrey uit 1987, dat uitgaat van rigide draden, stelt dat de diertjes controle kunnen uitoefenen op hun vlucht met de lengte van hun parachutedraad. Dit model biedt echter geen verklaring voor de afstanden van honderden kilometers die de spinnen afleggen, maar alleen voor vluchten van enkele meters. In een artikel dat binnenkort zal verschijnen in het wetenschappelijke tijdschrift Biology Letters trekken de Britten de fysische basis van Humphreys model in twijfel – spindraden zijn in werkelijkheid niet rigide en inflexibel – en daarmee ook zijn conclusie over de controle.

Inzicht in de parachuteertechniek, gebruikt door een aantal geleedpotigen die alle in staat zijn een draad te vervaardigen, zoals de spinnen (Araneae), de spinmijten (Acari) en de motlarven (behorend tot de Lepidoptera), is van belang voor de landbouw. De spinnen zijn natuurlijke vijanden van schadelijke luizensoorten, maar evengoed vatbaar voor pesticiden. De spinmijten zijn juist een pest voor boeren.

Het is volgens de onderzoekers interessant te weten hoe en onder welke weerscondities ze zich verspreiden, zodat kan worden bepaald wanneer gebruik van pesticiden de meeste mijten en de minste spinnen doodt. Maar al sinds Charles Darwin spinnen honderden kilometers uit de kust voorbij zag zweven, speelt ook menselijke nieuwsgierigheid mee. Hoe doen ze dat? Het model van de Britten, verbonden aan Rothamsted, een Engels instituut voor landbouwkundig onderzoek, voorspelt net als dat van Humphrey de terminale snelheid van de spin plus zijn draad. De terminale snelheid is de constante snelheid van een vallend voorwerp. De versnelling onder invloed van de zwaartekracht wordt op een gegeven moment opgeheven omdat de valsnelheid door de luchtweerstand niet verder kan toenemen.

Zoals een skydiver zijn terminale snelheid verlaagt en kan blijven zweven door het uitklappen van zijn parachute, doen geleedpotige diertjes dat met behulp van een verwrongen draad spinrag. Zowel Humphrey als de Britten stellen dat bij lagere terminale snelheid (dus aan de parachute of draad in plaats van in vrije val) de door de spin mogelijk afgelegde afstand toeneemt.

Bohan, Reynolds en Bell veronderstellen dat de draden door de turbulentie uitgerekte en verwrongen vormen aannemen in de atmosferische grenslaag (dit is de luchtlaag die door het aardoppervlak zelf wordt verstoord, ongeveer de onderste paar honderd meter van de atmosfeer). Omdat de op het lichaam uitgeoefende aerodynamische kracht afhankelijk is van die onvoorspelbare vorm van de draad moet volgens de onderzoekers de invloed die de spin op zijn beweging heeft minimaal zijn.

Door het aannemen van deze vorm is de draad, inclusief spin, goed in staat om zich door de turbulente lucht – die de neiging heeft zijn hoogte te houden – te laten meevoeren. Een rigide draad biedt weerstand tegen vervormingen en wil, haaks op de windrichting, de weg naar beneden inzetten.

Spinnenzijde vormt al jaren een inspiratiebron voor wetenschappers, die hopen een supervezel te ontwikkelen. Een veel genoemde toepassing van deze lichtgewicht vezel is het kogelvrij vest wegens zijn hoge energieabsorptie. Ook chirurgisch hechtdraad wordt genoemd, omdat het biologisch afbreekbaar is.

Bij vergelijking van twee kabels met gelijke afmeting, een van spinnenzijde en een van gewoon staal, blijkt de spinnendraad het sterkste.

Als spinnenzijde wordt vergeleken met hightech vezels als kevlar of koolstofvezel, verliest de spinnendraad het op sterkte en stijfheid. Maar het natuurlijke product wint het van de kunststoffen op elasticiteit.



In 2002 meldden Canadese onderzoekers en wetenschappers uit het Amerikaanse leger dat het ze gelukt was de draad te imiteren. De verantwoordelijke genen voor de productie van de eiwitten waaruit de draad is opgebouwd, werden geïntroduceerd bij geiten. Het eiwit zou vervolgens uit de melk worden gewonnen. Het bedrijf dat de massaproductie zou verzorgen heette Nexia Biotechnologies. Dat bedrijf bestaat nu echter niet meer.


Dovnload 31.04 Kb.