WETENSCHAP
Vervuiling bedreigt overgebleven koraalriffen
Lopen over water verklaard
'l'
Schizofrene muis levert medicijn
Middeleeuwers niet kieskeurig over huidkleuf
Heelal gaat uit als nachtkaars door afname aantal sterren
Gevolgen jeugdkanker ernstig
Astronomen schetsen pessimistisch toekomstbeeld
zaterdag 13 SEPTEMBER 200
door Sean Connolly
Koraalriffen zijn van alle marine
ecosystemen de meest veelzijdi
ge. Hier kun je 's werelds mooi
ste organismen vinden. Zij zijn
de voornaamste bron van proteï
nen voor meer dan tien miljoen
mensen. De activiteiten die in
deze omgeving plaatsvinden
(met name de visvangst en het
toerisme) bezorgen miljoenen
mensen een inkomen. Het mag
duidelijk zijn dat een wereldwij
de teloorgang van deze ecosys
temen de mens onnoemelijk
veel zal kosten.
De overgebleven koraalriffen
verkeren in ernstige staat van
verval. Het einde is nog niet in
zicht. Op sommige plaatsen
zijn de koraalriffen al geheel
vernietigd. Het gevaar bestaat
dat de overgebleven riffen het
zelfde lot zullen ondergaan.
Er is echter ook goed nieuws.
We weten wat de internationale
gemeenschap kan doen om de
koraalriffen te beschermen. We
moeten niet alleen ernstig na
denken over de gevaren van het
broeikaseffect, maar ook het
herstellingsvermogen van de
koraalriffen in stand houden.
Dat laatste is het vermogen zich
aan te passen aan de verande
rende omstandigheden die een
natuurlijk onderdeel vormen
van het leven in alle ecosyste
men.
Door de jaren heen bleek dat
niet het broeikaseffect maar de
visvangst en milieuverontreini
ging de hoofdschuldigen van
het verval zijn. In een gezond
ecosysteem raken carnivoren
vanzelf ondervoed wanneer
hun prooi in aantal afneemt.
Zodoende neemt ook hun aan
tal af, zodat de prooivissen de
kans krijgen in aantal toe te ne
men.
Menselijke jagers gaan niet zo
te werk. Wanneer onze prooi in
aantal afneemt, wordt de eco
nomische waarde ervan groter,
dus wordt er meer gevist. Dit
betekent dat wanneer de roof
vissen uitgestorven raken, er
gevist gaat worden op planten-
etende vissoorten, waardoor
het aantal herbivoren met een
enorme snelheid afneemt.
Plantenetende vissen zijn erg
belangrijk voor een koraalrif.
Wanneer de hoeveelheid koraal
terugloopt als gevolg van een
cycloon, ziekten of andere ver
storingen van het ecosysteem,
zijn het de herbivoren die het
zeewier op peil houden. Zonder
herbivoren gaat het snel groei
ende zeewier het koraal over
groeien, waardoor het herstel
tot een gezonde hoeveelheid
koraalbedekking geen kans
krijgt.
Koraal ontstaat uit de symbiose
tussen een dier en een eencelli
ge plant. Het dier zorgt voor de
bescherming en voeding voor
de plant, terwijl de plant het
zonlicht omzet in energie, die
het deelt met het dier. We heb
ben de reden ervan nog niet
kunnen doorgronden, maar
wanneer koraal blootstaat aan
ongewoon hoge temperaturen
werkt deze symbiose niet meer.
door Peter de Jaeger
Sommige insecten en zelfs ha
gedissen (de Jezushagedis bij
voorbeeld) kunnen lopen over
het water. Wetenschappers van
het Massachusettes Institute for
Technology in Cambridge heb
ben dit schijnbare wonder na
tuurkundig ontrafeld. Een fraai
staaltje vloeistofdynamica.
Promovendus Brian Chan heeft
met zijn collega David Hu het
loopgedrag van de schaatsenrij
der (Gerris remigis) bestudeerd.
Dit insect beweegt zich al
schaatsend' over het opper
vlakte van zoetwaterpiassen en
bosvijvers.
De hydrodynamica van de op
pervlaktespanning achter dit
mysterie is nooit goed begre
pen. Lange tijd werd gedacht
dat de veroorzaakte rimpeling
in het water door de druk van
de poten in de vloeistof de
voortstuwende kracht was. Ho
ge snelheid fotografie (500
plaatjes per seconde) en ver
nuftige visualiseringstechnie
ken in combinatie met wiskun
dige berekeningen weerleggen
deze theorie.
Als het insect op water staat,
vormen de uiteinden van zijn
lange dunne poten een minus
cuul kuiltje in het water. Het
middelste van de drie paar po
ten wordt gebruikt als riemen
om mee te roeien of liever als
propeller. Door enorme snelle
bewegingen wordt het water
achteruit gestuwd, zoals bij een
motorboot, en het dier schiet
naar voren. Hij springt als het
ware trampoline op de ontsta
ne wervelingen onder water. Hij
bereikt hiermee snelheden tot
150 centimeter per seconde.
Hoewel de roeibewegingen
kleine golfjes creëren spelen
deze rimpelingen geen rol bij
de voortbeweging, aldus Chan
in een artikel in het tijdschrift
Nature. Het moment van over
dracht van kracht is voorname
lijk het gevolg van de diepe
wervelingen onder water.
De jonge fysische onderzoekers
hebben dit principe direct toe
gepast bij een zelf ontworpen
robot. Ze maakten een mecha
nisch insect van negen centi
meter lang van een blikje Seven
Up (het lijf) en dunne roestvrij
stalen draden (de benen). De
middelste poten werden aange
dreven door een simpel elas
tiekje dat is opgewonden op
een kleine katrol. Het blikken
beestje, licht genoeg om op het
water te blijven drijven, gaat
schokkerig vooruit Een stuk
minder gracieus en effectief
dan zijn natuurlijke evenknie.
Maar wel volgens dezelfde prin
cipes van de vloeistofdynamica.
Er zijn in de natuur talloze
soorten schaatsenrijders. Alle
typen worden geboren onder
water en leven daar tijdelijk als
larf. Eenmaal volwassen zijn ze
louter boven en op het water te
Onderzoekers en hun mechanische schaatsenrijder gemaakt van een
blikje frisdrank. Foto: GPD
vinden. Als ze per ongeluk on
der water belanden kost het de
insecten veel moeite om weer
boven te komen. Dat kost ze
een kracht van honderd keer
hun eigen lichaamsgewicht.
Hoe groter de afmeting van het
insect hoe groter de benen
moeten zijn om zich boven wa
ter te kunnen hlijven houden.
De reuzenschaatsenrijder uit
Vietnam is met zijn twintig cen
timeter het grootste insect dat
deze kunst verstaat.
In een vervolgstudie kijken de
promovendi naar andere
droogzwemmers. Zo is er de
Microvelia, een waterkever die
vooruitkomt door bepaalde
stoffen uit te scheiden waar
door de oppervlaktespanning
van het water achter hem lager
wordt. Mesovelia is een moer
asinsect dat bobbels in het wa
ter kan nemen door eroverheen
te klimmen.
Vijver - en beeklopers lopen
over het water rond, maar dui
ken ook regelmatig onder.
Springstaarten huppelen als
kangoeroes over het water. Het
meest spectaculair is de basilisk
- of Jezushagedis. Dit beestje
gebruikt zijn achterpoten om
over het water te rennen op
jacht naar een prooi of om zelf
te ontsnappen. De techniek
hierachter is dat het amfibie bij
het neerzetten van zijn poten
telkens een luchtzakje vormt
om de voet.
Uit video-opnamen blijkt dat
de hagedis over het water kan
lopen omdat hij zijn poten
sneller uit het water trekt dan
het luchtzakje om zijn voet zich
kan sluiten. In een artikel op de
website van Kennislink is uitge
rekend of de mens dit staaltje
ook zou kunnen. De mens zou
hiervoor moeten watertrappe
len als een gek. Om precies te
zijn zou men 29 meter per se
conde moeten halen. Hiervoor
is 25 kW vermogen nodig, vijf
tien keer zoveel als wat een
mens maximaal aan energie
kan leveren. Lopen over het wa
ter blijft dus voor de mens een
wonderlijk verschijnsel.
De planten sterven uit en het
koraal wordt wit. Indien de
temperatuur in niet al te lange
tijd weer op het normale peil
komt herstelt de symbiose zich.
Maar als het koraal te lang 'ge
bleekt' is. sterft het af.
Voor veel koraalsoorten ligt de
drempel van het bleken meestal
maar een paar graden Celsius
boven de maximum tempera
tuur van die bepaalde omge
ving. Zelfs wanneer je rekening
houdt met de meest optimisti
sche prognoses is het bijzonder
zorgwekkend. Indien de drem
pel voor het bleken stabiel blijft,
zullen de zomerse temperatu
ren deze drempel binnen enke
le tientallen jaren regelmatig
overtreden. Koraal groeit lang
zaam, dus een rif dat ernstig ge
bleekt is zal zich niet kunnen
herstellen voordat het opnieuw
bleekt.
Er is gelukkig bewijs dat de
bleekdrempel zich aanpast. De
meeste koraalsoorten zijn geo
grafisch wijd verspreid en ble
ken afhankelijk van de locatie
bij verschillende temperaturen.
Veel soorten die voorkomen in
het Groot Barrièrerif van Au
stralië verbleken bij 28 tot 29
graden Celsius, terwijl dezelfde
soort in de Arabische Zee tot 34
graden Celsius kan verdragen.
Helaas zijn we er nog niet ach
ter hoe lang het duurt voor een
koraalsoort zich aan de nieuwe
temperatuur heeft aangepast.
We kunnen twee dingen doen
om de koraalriffen te bescher
men. Het eerste ligt voor de
hand. Dat is minimalisering
van het broeikaseffect door het
Verdrag van Kyoto na te leven.
Ten tweede moeten we het ver
mogen van het rif om zich aan
te passen aan omgevingsveran
deringen - het herstellingsver
mogen - weten terug te bren
gen.
We moeten daarom de vissen
die het zeewier onder controle
houden in aantal laten toene
men, zodat de koraalpopulatie
zich kan herstellen. Deze fasen
van herstel zorgen ervoor dat
het vermogen zich aan een ho
gere temperatuur aan te passen
zich verbreidt. Zonder vis zou
een wildgroei van zeewier dit
herstel belemmeren.
De rampzalige daling van de
visstand in heel de wereld heeft
ons een harde les geleerd over
het in de hand houden van de
visserij. Er is een groeiend be
wustzijn dat de standaard tech
nieken van de regulatie van de
visserij aangevuld moeten wor
den met een systeem van 'vis
serij vrije zones', gebieden
waarin de visvangst geheel ver
boden is.
Indien de vispopulaties in deze
visserij vrije zones zich herstel
len, ontstaat er een 'overloop'
proces waardoor de vangst in
de gebieden buiten de verbo
den zone toeneemt. Van nog
meer belang is dat ze een
schuilplaats bieden voor vispo
pulaties, een soort verzekering
tegen het instorten van de vis
stand. Op de koraalriffen kun
nen deze verboden zones ertoe
bijdragen dat een gedeelte van
de habitat een gezonde en ge
varieerde visstand heeft en er
zo voor zorgen dat het herstel
lingsvermogen op peil blijft.
Het prachtige bloeiende koraalrif in Fiji. Foto: gpd
Gezien de omvang van de drei
ging is de respons van de inter
nationale gemeenschap beang
stigend langzaam gekomen.
Maar er is enig bemoedigend
nieuws. In juni stelde de rege
ring van Australië voor een
groot aantal extra gebieden bin
nen het Groot Barrièrerif in te
stellen als verboden zones, tot
wel 30 procent.
Als dit voorstel aangenomen
wordt, zou dit beleid wereld
wijd een nieuwe standaard stel
len en wellicht andere regerin
gen ertoe aanzetten hetzelfi
doen. De toekomst van tro|
sche marine ecosystemen,
de miljoenen mensen wien e
vens erdoor beïnvloed woriP
hangen ervan af.
i
Sean Connolly is als weten- t
schappelijk medewerker vei a
bonden aan het departemei
van Marine Biologie en aan p
Centrum voor Koraalrif Bio e
versiteit van de James Cook C|
Universiteit in Queensland, e
stralië.
door Peter de Jaeger
Onderzoekers van het Massachusetts
Institute for Technology hebben een
muis ontwikkeld met een afwijkend gen
dat bij de mens schizofrenie veroor
zaakt. Ruim één procent van de wereld
bevolking lijdt aan deze psychische
stoornis, waarbij de patiënt een gesple
ten persoonlijkheid heeft.
Nobelprijswinnaar Susumu Tonegawa
ontdekte dat genetisch veranderde mui
zen die het herseneiwit calcineurine
niet aanmaken hetzelfde afwijkende ge
drag vertonen als schizofrene patiënten.
Zijn studie is de eerste die dieren ge
bruikt om specifieke genen te identifice
ren die leiden tot symptomen van deze
geestesziekte. Het onderzoek, gerappor
teerd in de Proceedings of the National
Academy of Sciences, kan leiden tot me
dicijnen die zijn gericht op de werking
van het gen.
In een andere studie is gevonden dat va
riatie in het menselijk calcineurine-gen
in verband staat met schizofrenie. Het
enzym calcineurine speelt een belang
rijke rol in het centrale zenuwstelsel en
is onderdeel van de biochemische route
in de hersenen bij de aanmaak van twee
belangrijke stoffen (NMDA en dopami
ne).
Tonegawa onderzoekt de genetische co
des van de moleculaire werking van het
geheugen. Genetisch veranderde mui
zen zonder het hersenenzym calcineuri
ne blijken een aangetast korte geheugen
te bezitten. Dit zogenoemde werkge
heugen is eveneens beschadigd bij schi
zofrene patiënten.
Verdere proeven bij deze transgene
muizen bracht aan het licht dat de schi-
zomuizen tevens concentratieproble
men hebben, afwijkend sociaal gedrag
vertonen plus verschillende andere typi
sche eigenschappen van schizofrenie.
Vervolgens werden calcineurine-genen
in dna monsters van patiënten en hun
directe naasten onderzocht.
De wetenschappers vonden een duide
lijk verband tussen een specifiek calci
neurine-gen en de geestesziekte. „De
combinatie van bewijzen bij de transge
ne muizen, samen met de menselijke
genstudies biedt een sterk argumen k
calcineurine te koppelen aan schizo e
nie", aldus de onderzoeker. Doorga j
worden veranderingen in meerdere
nen gezien als oorzaak van schizoff
Tonegawa vermoedt dat het mereni
van deze genen onderdeel is van de
aanmaak van het enzym calcineurii
Als we eenmaal de genen kennen i e'
hierbij zijn gemoeid, weten we tege ei
welke eiwitten hierbij zijn betrokkei1)1
Hierdoor kunnen we een test opzet 21
om te achterhalen welke genen een n
wenst effect hebben op de producti n
van het hersenenzym. Dit kan uiteii ei
lijk leiden tot de ontdekking van nit ee
medicijnen voor psychiatrische pat e
ten."
door Johan Lamoral
Door de hele geschiedenis heen hebben
de Europeanen zeer verschillend tegen
huidkleur aangekeken. Het keurig afge
lijnde onderscheid tussen blank, zwart,
geel en rood en de daarmee verbonden
raseigenschappen begon pas door te
dringen in de 16de eeuw.
In de Middeleeuwen beschouwden de
Europeanen zich niet als uitgesproken
blank en gold de ideale huidkleur als
een harmonische mengeling tussen
blank en donkerbruin of zwart. Erg kies
keurig over het kleurtje waarmee ie
mand rondliep waren onze middel
eeuwse voorouders dus blijkbaar niet.
Dat beweert althans de Zwitserse histo
ricus Valentin Groebner.
De Spaanse historicus Bartolomeo de
Las Casas beschrijft in 1544 in zijn 'His-
toria de las Indias' hoe de inboorlingen
zich bij de landing van Columbus in
Amerika verbaasden over de kleding, de
baarden en vooral de blanke huid van
de Spanjaarden. Dat beeld van de don
kere inboorlingen die verwonderd de
witte huidkleur van de ontdekkers beke
ken, beheerst nog steeds de voorstelling
van de eerste ontmoeting tussen de Ou
de en de Nieuwe Wereld.
In tegenstelling met Las Casas laat de
beschrijving van deze eerste ontmoeting
in 1492 door Columbus zelf, een ander
geluid horen. In zijn veertig jaar eerder
opgestelde aantekeningen is geen spoor
terug te vinden van de wederzijdse ver
wondering over eikaars huidkleur. Co
lumbus beschrijft op een zakelijke ma
nier de welgevormde lichaamsbouw en
de fraaie gelaatstrekken van de inwoners
van San Salvador die een kleur hebben
'zwart en wit maar niet echt donker'.
Aan de hand van dit en andere voor
beelden heeft Groebner onderzocht hoe
de Europeanen tussen de 13de en 16de
eeuw dachten en schreven over de ver
schillende huidkleuren. Onder de titel
Haben Hautfarben eine Geschichte?
(Kent de huidkleur een geschiedenis?)
stelt de auteur in het Zeitschrift für his
torische Forschung dat huidkleur hoofd
zakelijk in de medische en gelaatkundi
ge geschriften in de Middeleeuwen een
belangrijke rol speelde.
Huidkleur werd beschouwd als een aan
wijzing van iemands gezondheid, omdat
men meende dat de Ideur en het pig
ment van de huid het resultaat was van
De eerste schilderijen van zwarte inboorlingen vijftig jaar na de ontdekking van
Amerika, accentueren reeds het verschil tussen blank en zwart. Foto: GPD
een al dan niet gezonde mengeling van
verschillende lichaamsvochten. De kleu
ren zwart, wit en rood werden als extre
men beschouwd waartussen zich een
breed veld van variaties en mengelingen
bevond.
Zo verraadt een rood gezicht een teveel
aan bloed en oververhitting, terwijl een
donkere huidkleur warmte en droogheid
zou beduiden. Een witte huid wijst juist
op een overschot van lichaamsvochten,
op te weinig mannelijkheid en op een
eerder flegmatische natuur. L
Voor de middeleeuwers gold een h<
monische mengeling van de versch
de huidkleuren als ideaal. Er was er -
sprake van scherp afgelijnde kleure
tegorieën maar eerder van hoogst ii
viduele en veranderlijke eigenschaj
die afhankelijk waren van geslacht,
derdom en gezondheid, zo stelt Gri i
ner. Bovendien, zo vervolgt de Zwit
historicus, werden de verschillende
kleurencategorieën niet met een ge
fische afkomst geïdentificeerd.
Zwarten kwamen niet automatisch n
Afrika en de Europeanen beschouv a
zich niet echt als blank. De middel*
se auteur Petrarca is in 1374 van mi
dat de ideale huidkleur een mengel M
tussen wit en donkerbruin/zwart, i
ook Boccaccio in de 14de eeuw de
ners van de pas ontdekte Canariscl
landen als fraai gebronsd beschrijft 01
De Europeanen begonnen zichzelf H
volkeren van andere continenten a
gesproken anders gekleurd waar te 'e
men in de tweede helft van de 15d< w
eeuw. Door de zich snel uitbreiden oe
slavenhandel werden duizenden Al m
kaanse zwarten als vee op de slavei ce
markten verkocht en ook naar Eurt ie!
verscheept. re
Daardoor evolueerde bij de Europt le
de opvatting van huidkleur als een [ei
viduele en toevallige eigenschap n«
het collectieve, onveranderlijke en M
geboren kenmerk van een bepaald
mensencategorie.
Hoe meer de Europese koloniale gi
machten en handelsnaties zoals oc 'n
derland, van de slavenhandel gebn 12
gingen maken, des te sterker blijkt
toenmalige geschriften het verschi
sen 'wij' en 'de anderen', tussen 'b ro
en 'donker' en 'wit' en 'zwart'. ch
Voor Columbus hadden de inboor iji
in 1492 nog de ideale gemengde hi rat
kleur van de Middeleeuwen. Ampe iet
veertig jaar later, toen Las Casas h( ni
haal van de landing van Columbus n,
schreef, werden de donkere inboo 1S
gen reeds voorgesteld als volledigar
ders gekleurd dan de blanke Spanj ?aj
den.
De onderdrukking en verslaving v;
vaak de moord op de inheemse vo M
was toen reeds in volle gang. Daar
veranderde ook de opvatting dat a >e
wat niet blank is, anders en minde er
waardig was, aldus Groebner.
ijl
washington/ar - De kans van
kinderen met kanker om beter
te worden is aanzienlijk geste
gen, maar zeker tweederde van
de overlevenden krijgt op korte
of langere termijn alsnog te ma
ken met gevolgen van de ziekte
of de behandeling. Dat staat in
een onlangs gepubliceerd rap
port van het Amerikaanse Insti
tute of Medicine. Uit onderzoek
blijkt dat ongeveer een kwart
van de overlevenden later ern
stige of zelfs levensbedreigende
gevolgen ondervindt van de
jeugdkanker. Die gevolgen kun
nen betrekking hebben op de
groei, de vruchtbaarheid, de
hartfunctie, de spieren of de
verstandelijke vermogens.
De ontvankelijkheid voor de ge
volgen is afhankelijk van de
leeftijd op het moment van de
diagnose, de zwaarte van de
chemotherapie en de hoeveel
heid straling die is gebruikt, als
mede van de ernst en de locatie
van de kanker. De gevolgen
kunnen aan het licht komen bij
een nabehandeling of optreden
in een latere levensfase, waar
door vaak niet wordt gezien dat
er een verband bestaat met de
kanker uit de jeugd. Volgens de
onderzoekers is het van groot
belang dat dergelijke gevolgen
van de ziekte of de behandeling
in een vroege fase worden on
derkend, zodat de schade kan
worden beperkt.
edinburgh/anp - Het heelal zal uitgaan als
een nachtkaars. Astronomen van de Universi
teit van Edinburgh zijn dit pessimistische toe
komstbeeld toegedaan dankzij een nieuwe
onderzoeksmethode voor het analyseren van
het licht van verafgelegen sterrenstelsels.
De nieuwe methode bevestigt het vermoeden
dat er al miljarden jaren lang steeds minder
sterren worden gevormd. Dit betekent dat er
ooit een dag komt, dat er geen enkele ster
meer zal ontstaan.
Het licht van verafgelegen sterrenstelsels is
miljoenen jaren oud en biedt dus goed inzicht
in hoe sterrenstelsels zich gedragen als ze nog
jong zijn. De astronomen hebben een zoge
noemd fossielbestand opgebouwd van 40.000
sterrenstelsels. Zij schijnen met het gezamen
lijke licht van alle sterren in dat stelsel. Als een
sterrenstelsel jong is. dan heeft dat licht een
blauwe gloed. Dat komt omdat dit grote, hele
hete sterren zijn. Sterrenstelsels waarvan het
licht roodachtig is, zijn ouder. Deze oudere
sterren zijn kleiner van formaat.
Door de nieuwe methode zijn de grote hoe
veelheden informatie die uit het sterrenlicht te
halen valt, beter te verwerken. Door die infor
matie samen te voegen, hebben de astrono
men nieuwe inzichten in hoe het heelal aan
zijn einde gaat komen.
Dit zal echter nog niet zo snel gebeuren. Vol
gens recente schattingen zijn er minstens tien
keer zoveel sterren in het universum als alle
zandkorrels op de stranden en woestijnen op
aarde bij elkaar. Het zal dus nog miljarden ja
ren duren, maar ooit zullen alle fonkelende
sterren aan de nachtelijke hemel uitdoven en
wordt het heelal een ijskoud en pikduister
oord.
De mensheid maakt dat waarschijnlijk niet
meer mee, in ieder geval niet op aarde. Onze
planeet wordt over ongeveer vijf miljard jaar
door een opzwellende zon verzwolgen. De
zon stort uiteindelijk onder zijn eigen gewicht^
in elkaar en wordt een witte dwerg. Een klein ,e
hemellichaam van koolstof en zuurstof blijft en
over. Na verloop van tijd wordt zijn licht
zwakker en zwakker totdat slechts de duister
nis overblijft.
