Bron : NRC
waarom hebben sommige wolken scherpe randen?
Als een kind wolken tekent zijn het vaak bolle, bloemkoolachtige vormen. Er is geen diffuus gebied waar de wolk langzaam overgaat in de lucht. Er is een duidelijk en strak onderscheid tussen wolk en lucht. In werkelijkheid hebben veel wolken vage contouren. Toch, wolken met een omlijning die net zo scherp is als die op een kindertekening bestaan wel. Deze wolken heten cumulus of stapelwolken. (In tegenstelling tot in de meeste tekeningen zijn wolken wit of grijs en zeker niet blauw. Zover ik weet is nog nooit een blauwe wolk over komen drijven. Maar dat is voor een andere keer.) Wat we nu willen weten is: waarom hebben stapelwolken zulke scherpe randen en zo veel andere wolken niet?
Warme lucht
„Stapelwolken ontstaan doordat warme lucht vanaf het zee- of aardoppervlak opstijgt”, vertelt Pier Siebesma van de TU Delft aan de telefoon. Hij is ook verbonden aan het KNMI. De warme lucht stijgt op, zoals een gasbubbel in een pan kokend water. Hoger in de atmosfeer zijn druk en temperatuur lager waardoor de lucht in de bel afkoelt en de luchtvochtigheid toeneemt. Als de luchtbel hoog genoeg gestegen is – en de temperatuur dus ver genoeg gedaald – condenseert de aanwezige waterdamp tot kleine druppeltjes en vormt een bloemkoolvormige wolk. In het Nederlandse klimaat vindt die condensatie plaats op ongeveer een kilometer hoogte. Siebesma: „De onderkant van wolken is meestal plat omdat de waterdamp overal op dezelfde hoogte begint te condenseren.”
Stapelwolken hebben heldere, scherpe randen door het grote verschil in luchtvochtigheid binnen en buiten de wolk. De lucht rondom de wolk is zo droog, dat een waterdruppel die zich buiten de wolk waagt meteen verdampt. Als de omringende lucht vochtiger is, overleeft zo’n zwerfdruppel veel langer en zijn de randen van wolken wel vaag en pluizig. Op een heiige of mistige dag zie je geen stapelwolken. Aan de wolken zie je dus hoe vochtig de lucht daar is.
Kleine waterdruppels
Maar er is meer aan de hand met stapelwolken: ze bestaan enkel uit lichte en kleine waterdruppels van ongeveer 0,03 millimeter. Dit in tegenstelling tot andere regenwolken waar vaak ook ijsdeeltjes en grotere druppels voorkomen. „Daardoor bewegen ze mee met de warme opstijgende lucht en mengen ze niet met de koudere omgeving”, legt Siebesma uit. De scherpe randen blijven bestaan zolang de wolk stijgt. Zodra de wolk dezelfde temperatuur heeft als de omgeving stopt hij en dooft hij langzaam uit. „Als je de tijd zou nemen om naar wolken te kijken zie je dat het ongeveer een halfuur duurt totdat een stapelwolk is opgelost in zijn omgeving.”
Soms stijgen wolken door tot een hoogte van 10 tot 12 kilometer. Dan bevriezen de druppeltjes en kleuren de wolken grijs. „Die ijsdeeltjes zijn zwaarder waardoor ze naar beneden vallen”, vertelt Siebesma. „Daardoor worden de randen pluizig.” Als de ijsdeeltjes naar beneden zakken en verwaaien, ontstaat er een cirrus uncinus, die de vorm heeft van een langgerekte komma.
Vliegtuig
Héél scherp zijn de randen van stapelwolken niet. Als je er met een vliegtuig doorheen vliegt, kom je nergens een scherpe overgang tegen tussen wolk en lucht. De randen lijken scherp doordat je er vanaf een afstand van ruim een kilometer naar kijkt. „Vergelijk het met een krijtlijn die je op een muur tekent”, zegt Siebesma. „Van dichtbij zijn de randen niet strak, maar van een afstandje lijkt de lijn een stuk scherper.”
Waarom zwijgen stekende muggen niet?
De entomoloog aan de andere kant van de lijn vindt dat een rare vraag. „Je kunt niet vragen waarom iets in de evolutie niet ontstaan is”, zegt hoogleraar Gabriella Gibson van de Britse University of Greenwich. Toch doen we dat.Gibson is medisch entomoloog (ze onderzoekt ziekmakende insecten) en muggengezoem is één van haar specialiteiten. In 2006 ontdekte ze met collega’s dat een mannetjes- en een vrouwtjesmug een duet zoemen. „We weten zeker dat dat essentieel is om het andere geslacht te herkennen. En we denken dat muggen zo ook hun soortgenoten herkennen”, zegt Gibson.
Muggen zoemen doordat ze met hun vleugels slaan. Er zit daarvoor een soort kammetje op het gewricht van de vleugel. Hoe sneller de muggen met hun vleugels slaan, des te hoger de toon.
Je kunt niet vragen waarom iets in de evolutie niet ontstaan is
Een vrouwelijke gelekoortsmug maakt ruwweg rond de 400 slagen per seconde. Dat levert dus een zoem op van 400 hertz: ongeveer de middelste G op de piano. De huissteekmug Culex pipiens (in Nederland veruit de meest algemene soort die mensen steekt) zit op 350 Hz. Elke soort heeft een typische, maar flexibele zoemtoon.
Muggen horen die zoem met hun antennes. En dat niet alleen: vrouwelijk gezoem trekt mannen aan. Dat bewees de Amerikaanse entomoloog Louis Roth al in 1948 bij gelekoortsmuggen. De mannetjes zijn niet heel kieskeurig; ze landen ook graag op een aangeslagen stemvork (440 hertz).
Maar de mannetjes zoemen zelf ook, en altijd hoger dan de vrouwtjes. Een mannelijke gele-koortsmug zoemt rond 600 Hz. Dat biedt muzikale mogelijkheden. De mannelijke én de vrouwelijke zoem hebben een boventoon gemeen van 1.200 Hz. Voor muziekliefhebbers: het is zijn eerste boventoon (octaaf) en haar tweede (kwint op het octaaf).
Het maakt weinig verschil als er een paar muggen worden doodgeslagen
Zo zingen ze. Muggen van beide seksen die elkaar vliegend zijn genaderd tot binnen gehoorsafstand (een paar centimeter), trekken hun boventonen heel precies gelijk. Een groep van Cornell University (VS), die ook onderzoek deed naar het gezoem, ontdekte ook nog dat muggen die al gepaard hebben het duet vaak weigeren. Die blijven vals zoemen.
Zoemen is dus een fysiek gevolg van het vliegen van muggen en is essentieel voor hun voortplanting. Dat geef je als mug niet zomaar op omdat iemand je probeert te pletten met een thriller van Karin Slaughter.
Er is ook weinig noodzaak toe, zegt Gabriella Gibson. Eén mug legt in de maand dat ze leeft zo’n 500 eitjes. „Het maakt weinig verschil als er een paar muggen worden doodgeslagen.” En trouwens: de huissteekmug is ’s avonds of ’s nachts actief. „Ze prikken meestal als we slapen.”
Waarom plkken die naaktslakken toch zo sterk (NRC 15 sept)
Ben je net uit kamperen geweest, zijn je spullen na afloop voorzien van een glinsterend spoor: naaktslakkenslijm. Een souvenir dat alleen met veel moeite weg te schrobben is.
Waarom is dat slijm toch zo hardnekkig? Wat zit erin? En is het ook ergens goed voor?
Evolutiebioloog Menno Schilthuizen, onderzoeker bij Naturalis Biodiversity Center en hoogleraar aan de universiteit Leiden, was onlangs op de Balkan voor veldwerk. „Nadat ik naaktslakken had verzameld zaten mijn handen ónder het spul. Wassen met water helpt niet – dan zet het alleen maar uit. De enige remedie is om je handen af te vegen aan je broek.”
Het geheime ingrediënt van slakkenslijm? „Dat zijn de mucopolysacchariden. Of zoals ze ook heten: glycosaminoglycanen. Lange ketens van suikers die in elkaar haken. Ze vormen een belangrijk onderdeel van kraakbeen, botten en bindweefsel, en dus van slijm. Hoe sterker de verbindingen tussen de ketens, des te taaier het slijm.”
Droge korreltjes
Slakkenslijm wordt geproduceerd in de ‘voet’ van de slak, legt Schilthuizen uit. „Daar zit een klier met allemaal droge korreltjes. Zodra die worden vrijgegeven – als de slak wil kruipen, bijvoorbeeld – vermengen ze zich met water uit het slakkenlijf.”
Hoe de slijmsamenstelling precies verschilt per slakkensoort is nooit uitgebreid onderzocht, maar het slijm van naaktslakken is taaier dan dat van huisjesslakken, zegt Schilthuizen. „Dat is logisch, want ze hebben geen huisje als extra bescherming. Door de slijmproductie veranderen ze in een glibberig, onappetijtelijk hapje.”
De viscositeit van het slakkenslijm verandert afhankelijk van de druk. „Kruipt een slak over de grond, dan is het onderliggende slijmspoor aan een grotere druk onderhevig en daardoor wordt het vloeibaarder. Zo glijdt de naaktslak soepel voort. Maar op een muur, bijvoorbeeld, drukt de slak niet met zijn volle gewicht op het slijmspoor. Dat is daardoor stroperiger, en zo kan hij aan de muur blijven kleven.”
Een soort superlijm dus, dat naaktslakkenslijm. En daar zou de medische wetenschap van kunnen profiteren. Afgelopen maand nog verscheen in Science een stuk over Amerikaanse onderzoekers die ‘biopleisters’ hebben ontwikkeld, die zelfs aan nat weefsel kunnen binden. De pleisters zijn geïnspireerd op de naaktslak Arion subfuscus. Het slijm van deze soort is extra plakkerig dankzij de aanwezigheid van positief geladen eiwitten, en veel krachtiger dan andere soorten medische lijm: na 30 minuten is het net zo sterk als kraakbeen. Het zou kunnen worden gebruikt voor huidwonden, maar ook bij bijvoorbeeld hart- en longoperaties.
En er zijn meer medische toepassingen. Klaas van Rozen heeft voor de universiteit van Wageningen onderzoek gedaan naar slakkenplagen, en zich zodoende ook verdiept in de toepassingen van slijm. Al decennialang, vertelt hij, wordt onderzoek gedaan naar naaktslakkenslijm om inzicht te krijgen in de werking en behandeling van taaislijmziekte. Mensen met deze aangeboren ziekte hebben last van slijmophoping rond hun organen.
Al decennialang wordt onderzoek gedaan naar naaktslakkenslijm om inzicht te krijgen in taaislijmziekte.
Andere claims zijn dubieuzer: slakkenslijm zou helpen tegen jeugdpuistjes, rimpels, vlekjes op de huid… In de negentiende eeuw was het in sommige delen van Groot-Brittannië gebruikelijk om heimelijk op naaktslakkenjacht te gaan als je last van wratten had. Door de slak over je huid te wrijven en hem vervolgens aan een doorn te spietsen zouden je wratten verdwijnen. Ook nu nog geloven mensen in de cosmetische werking van slakkenslijm. Van Rozen: „Je hoeft maar een drogisterij binnen te lopen en je ziet allerhande dagcrèmes op basis van slakkenslijm. Voor zover ik weet is er geen wetenschappelijk bewijs voor de werking ervan. Wel heb ik voor mijn voormalige schoonmoeder eens hoestdrank op basis van slakkenslijm gekocht. Ze was er heel enthousiast over.”
Tot slot even terug naar Schilthuizen. Wat deed hij om het naaktslakkenslijm uit zijn broek te krijgen, nadat hij zijn handen had afgeveegd? Of zit het spoor er nog altijd? „Even kijken hoor, hij hangt net aan de waslijn te drogen… Niets meer te zien. Wasmiddel werkt blijkbaar prima.”
bij welke koude verdwijnen spinnen en insecten?(NRC)
Spinnen zijn koudbloedig, en voor hun activiteit afhankelijk van de buitentemperatuur. Hoe koud moet het worden voordat de kruisspin stopt met spinnen? Wanneer stopt de bromvlieg met brommen? En andere insecten?
„Van spinnen weet ik het niet, maar van sommige fruitvliegen wel”, zegt evolutiebioloog Gerdien de Jong van de Universiteit Utrecht. De soort Drosophila melanogaster, met een licht lijf en rode facetogen, vertoont activiteit boven 12 °C. Maar Drosophila obscura, die donkerder is, kan nog tot 7 °C, zegt De Jong. Kortom, er is de nodige variatie. Logisch ook, gezien de enorme rijkdom aan insecten, en niches die ze bezetten. Later stuurt De Jong nog een e-mail. Ze heeft het even nagezocht voor bromvliegen. Voor de soorten Calliphora vomitaria (de blauwe bromvlieg) en Calliphora vicina (de roodwangbromvlieg) is de ondergrens ook 12 tot 13 °C.
„Je stelt eigenlijk de verkeerde vraag”, zegt Marcel Dicke, hoogleraar entomologie aan de Wageningen Universiteit. Voorbereidingen voor de winter treffen insecten in gematigde gebieden niet op basis van de temperatuur, maar van daglengte. „Dat is een betrouwbaarder signaal”, zegt Dicke. Sommige soorten, zegt hij, registreren daarvoor veranderingen in de duur van dag en nacht. Andere soorten gaan af op het verschil tussen de temperatuur ’s nachts en overdag. Weer andere soorten kunnen beide. „En als het vóór die tijd een keer heel koud wordt, treedt Darwin keihard in werking. Als je daar als individu niet op bent aangepast, verdwijn je.”
Speciale staat
In gematigde gebieden overleven insecten de winter vaak in een speciale staat, een soort winterslaap: de diapauze. „Sommige insecten overwinteren als ei, sommige als pop, andere als volwassene”, zegt Dicke. Ook hier weer een grote variatie. Om bestand te zijn tegen de kou maken insecten vaak speciale moleculen aan, zoals glycerol en trehalose. Die verlagen het vriespunt van water en bloed, zodat zich niet zo snel kristallen vormen die de cellen beschadigen.
„Bromvliegen overleven de winter meestal als pop”, schrijft entomoloog Peter van Helsdingen van Naturalis Biodiversity Center in Leiden in een e-mail. „Van te voren heeft de vliegenlarve zich volgevreten aan allerlei halfvergane en rottende substanties, meest van kadavertjes van overleden zoogdieren en vogels.” Na de winter kruipt uit de pop een volwassen vlieg, die eitjes legt voor een nieuwe generatie.
„Kruisspinnen daarentegen overwinteren in het ei-stadium”, schrijft Van Helsdingen. Het zijn vrouwtjes, die je nu overal ziet – na een tiental vervellingen in de voorgaande maanden zijn ze tot hun huidige, in het oog springende formaat gegroeid. De mannetjes zijn inmiddels verdwenen, na de paring doodgegaan. De vrouwtjes moeten nog flink voedsel vergaren om eieren te kunnen maken, legt Van Helsdingen uit. „Ze worden in deze tijd steeds dikker en zwaarder.” Op een gegeven moment verdwijnen ze ergens in een verborgen hoekje om hun eieren in een spinsel te verpakken en te verstoppen. „Soms komen ze daarna terug om nog meer te eten voor een tweede legsel.” Of dat lukt hangt af van het weer en de aanwezigheid van insecten. „In de winter gaan ze allemaal dood.”
Peter Koomen, spinnendeskundige bij natuurmuseum Leeuwarden voegt eraan toe dat hij uit de literatuur geen ondergrens kent waarbij de kruisspin het begeeft. „Ja, als het vriest. Maar zover laat-ie het meestal niet komen. Als het kouder wordt zoeken ze vaak nog een warmer plekje op als dat kan – regelmatig trekken ze woningen binnen.”
Hoeveel jaar blijft een mierenhoop bestaan? (NRC sept)
De rode bosmieren zijn nog verrassend actief op deze zonnige zondag, de derde dag van de herfst. Lange rijen gaan af en aan, bij een mierenhoop (koepelnest, zeggen biologen) dat aan de rand van een vennetje ligt, bij Nijmegen. Een stuk stam van een omgevallen boom maakt deel uit van het nest, dat half verborgen ligt onder een braamstruik. Het tafereel roept vragen op. Hoe lang zou het nest er al zijn? Hoe lang bestaat een mierennest überhaupt?
Met die vraag kun je meerdere kanten op, zegt mierendeskundige Peter Boer uit Bergen, aan de telefoon. Hij onderhoudt de website nlmieren.nl. Bij een nest, zegt Boer, denk je al gauw aan de kolonie die het gebouwd heeft. Zo’n kolonie bestaat uit een koningin en werksters. De koningin leeft doorgaans veel langer dan de werksters. Boer: „Dus, kun je denken: zo oud als de koningin wordt, zo lang bestaat het nest.”
In de literatuur vind je beschrijvingen van koninginnen die 10, 20 jaar oud worden. Er is een wegmier bekend die bijna 29 jaar (!) is geworden – een stuk ouder dus dan kat en hond worden. Maar dan gaat het meestal om koninginnen die in het laboratorium zijn gehouden. „In het veld is een koningin lastiger te volgen”, zegt Boer.
Boer geeft een voorbeeld. De meest algemeen voorkomende soort in Nederland, de wegmier, heeft een geduchte concurrent in de zaadmier. Allebei bouwen ze nesten onder de grond, met uitgebreide gangenstelsels. Boer: „Regelmatig voeren ze felle ondergrondse gevechten.” De ene kolonie kan de andere vernietigen en het veroverde nest innemen. De eerste bewoner verdwijnt, maar het nest blijft.
Er zijn ook soorten waarbij de werksters hun koningin om de zoveel tijd vervangen. Bij de Argentijnse mier Linepithema humile, die in 1976 voor het eerst in Nederland is waargenomen, gebeurt dat meestal elke tien maanden. „Eigenlijk zijn de werksters overal de baas”, zegt Boer. „De koningin is puur een legmachine.” Ook in dit voorbeeld gaat de stelregel ‘de leeftijd van de koningin is de leeftijd van het nest’ niet op.
Boer roept meer verwarring op. „Wat noem je precies een nest?” Slankmiertjes wonen vaak in eikels die op de grond zijn gevallen, of in takjes. Eén kolonie bezet meerdere eikels en takjes. Waar begint en eindigt zo’n nest?
Er zijn ook soorten die nesten afsplitsen. Nieuwe, jonge koninginnen worden dan door een groep werksters meegenomen om vlak bij het ‘moedernest’ een nieuw nest te stichten. Die dochternesten kunnen zelfstandig worden. Maar toch vormt de groeiende megastructuur één kolonie. „Omdat er onderling verkeer mogelijk blijft, en er geen agressie optreedt”, zegt Boer. Die agressie is er wel tegen alles wat niet tot de kolonie hoort. Waar begint en eindigt dan het nest?
Uiteindelijk komt Boer toch nog met een soort van antwoord. Als je het nest definieert als een vaststaand plekje dat continu wordt bewoond door mieren, welke soort dan ook, dan kan het weken, maanden, zelfs jaren bestaan. De variatie is groot. Het hangt af van de soort, van de omstandigheden. „Er zijn publicaties over nesten in het veld die tien jaar op dezelfde plek zijn gevestigd.” Het betreft steeds hopen van de rode bosmier. Zelf monitort Boer in de duinen bij Bergen al erg lang een gebied van één vierkante kilometer. „Er is een nest dat sinds 1985 op dezelfde plek ligt, en ook bewoond is.”
Kun je een paddestoel uitroeien door plukken? (NRC 28-10)
Hebben de cantharelleneters die paddestoel uitgeroeid? Heeft mijn generatie het verpest voor alle volgende schoolklassen?
Vorige maand leek het er even op. Op een pad over de Naardense vestingwal groeit de groene knolamaniet. Iedere nazomer weer. Na het eten van die paddestoel kwam de daar uitgelaten jonge poedel (Fleurtje) om het leven, meldden lokale kranten en nieuwssites in september 2015.
Sindsdien is het onrustig rond de groene knolamanieten aan de Lange Bedekte Weg in Naarden. Vorige maand plaatste de gemeente waarschuwingsborden. En op een video van website NHNieuws is een hovenier te zien die de knolamaniet plukt en afvoert. In lokale media heet het dat de groene knolamaniet wordt geruimd.
Maar niet totaal, verklaarde de gemeente Gooise Meren, na veel kritiek op Facebook. De gemeente is „geen voorstander van het ruimen van (alle) giftige bloemen en planten uit de natuur. In het geval van de Groene Knolamaniet, die is aangetroffen langs het wandelpad rond Naarden-Vesting heeft de gemeente besloten deze paddestoel toch selectief te verwijderen. Dit om te voorkomen dat er opnieuw slachtoffers vallen.”
Paddestoelen zijn de bovengrondse vruchtlichamen van ondergronds levende schimmels. Die schimmel blijft leven als de paddestoel wordt opgegeten of geplukt. Veel schimmels leven in symbiose met planten- en bomenwortels.
„Als Naarden de groene knolamaniet kwijt wil kunnen ze beter de bomen omhakken”, zegt de Wageningse hoogleraar en paddestoelecoloog Thom Kuijper. Hij kent geen voorbeelden van geslaagde uitroeiing van een paddestoelsoort door plukken. Er is weinig onderzoek naar gedaan. Het beste is van de Zwitserse groep rond Simon Egli. Die stelde vast dat betreden misschien invloed heeft, maar plukken niet.
En die schoolklassen en cantharellenplukkers op de Veluwe?
Daar verdwenen de paddestoelen in de jaren zestig door verlaging van het grondwaterpeil en luchtvervuiling, bevestigt Kuijper. Niet door plukken. „Het Instituut voor Natuureducatie IVN heeft in de jaren zestig buitengewoon effectief actie gevoerd tegen paddestoelplukken. Maar op het voortbestaan van de paddestoel heeft dat echt geen effect.”
„Kijk, als er veel wordt geplukt en je ontneemt andere mensen het genot van paddestoelen te zien in het bos, dan kan ik begrijpen dat je het wilt afremmen. Maar je moet het afwegen tegen de liefde voor de natuur die kinderen kunnen krijgen als ze eens paddestoelen plukken.”