Je leest:

Ingenieus springsysteem

Ingenieus springsysteem

Auteur: | 2 oktober 2008

Schuimcicaden hebben een ingenieus springsysteem, wat opgebouwd is uit boogachtige structuren. Door de afwisseling van hard en flexibel materiaal kunnen deze insecten niet alleen extreem snel springen, maar ook heel erg krachtig. Zoölogen van de universiteit van Cambridge ontdekten dit springsysteem en beschreven het deze week in vakblad BMC Biology.

In de natuur is het kiezen of delen, de meeste dieren kunnen of heel snel springen of heel krachtig. Dit komt door beperkingen van de spieren zelf. Wanneer een spier snel moet samentrekken, kan deze maar beperkt energie leveren. Het is dan mogelijk om een snelle sprong te maken, maar echt krachtig zal die niet zijn. Om een krachtige sprong te maken, moet een spier namelijk langzaam samentrekken zodat er veel energie beschikbaar komt. Een dier wat snelle en krachtige sprongen wil maken, moet dus zorgen dat de spieren langzaam samentrekken en tijdens de sprong weer snel terugschieten in de originele vorm. Maar bestaat zo’n systeem überhaupt wel?

Schuimcicaden zijn ware springkampioenen. Deze kleine insectjes kunnen ongeveer 700 millimeter hoog springen, dat is ruim honderd keer hun eigen lichaamslengte. Zoölogen Malcolm Burrows en Gregory Sutton van de universiteit van Cambridge maakten vertraagde opnamen van een groot aantal schuimcicaden in sprong. Op die manier hoopten zij het ingenieuze springsysteem van deze superspringers op te helderen.

Katapult

Tussen de achterpoten en de vleugels vonden de onderzoekers een aantal flexibele, boogachtige structuren. Op de filmopnamen zagen zij al snel dat deze boogjes een rol hadden tijdens de sprong. De zoölogen ontdekten verder dat de boogachtige structuren waren opgebouwd uit lagen van hard materiaal (chitine) en lagen van rubberachtig eiwit (resiline). Deze beide lagen hebben ook verschillende functies. Het harde chitine gedeelte wordt vooral gebruikt voor de opslag van energie. De resiline laag kan juist erg snel opgeslagen energie weer kwijt raken, waardoor het lichaam snel weer in zijn oorspronkelijke vorm is.

Voordat de schuimcicade springt, zijn de boogachtige structuren gebogen. Op dat moment wordt zo veel mogelijk energie opgeslagen in de chitine laag. De cicade bevindt zich als het ware in de positie ‘ready to jump’. Dit kan hij een hele tijd volhouden en dan ineens maakt hij een grote sprong. Als de schuimcicade wegspringt, komt alle opgeslagen energie vrij in één katapultachtige beweging. Dit geeft de springkampioen een voorwaartse kracht die meer dan 400 keer zijn eigen gewicht bedraagt. Omdat het lichaam zo snel terug is in de oorspronkelijke vorm, kan het insect ook met gemak herhaaldelijk achter elkaar springen.

In blauw is de resiline laag van de boogachtige structuur van het cicade springsysteem te zien. Dit systeem bevindt zich tussen achterpoten en vleugels.

Het springsysteem van de cicaden moet zich gedurende het leven nog wel ontwikkelen. Pasgeboren larven kunnen nog helemaal niet springen en ook van de boogachtige structuur is nog helemaal niks te zien. Naarmate de insecten ouder worden, ontwikkelt het springsysteem zich steeds verder. Tot het moment dat zij de 700 millimeter halen, want daar ligt zelfs voor deze springkampioenen de grens.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 02 oktober 2008

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.