Siberische ramp veroorzaakt door 'grindbak'
WETENSCHAP
Transseksuele brasems in Dommel
Veel meer water op Mars dan gedacht
RoboCup: computers op wieltjes leren voetballen
stevige planj
Kosmische verwoesting van Tunguska in 1908 gebeurde vanaf kilometers hoogte
r<
Bacterie veroorzaker v<
tropische rivierblindhe
donderdag 21 MAART 2003
door Ben Apeldoorn
moskou - De kosmische ramp die Midden-Sibe-
rië bijna een eeuw geleden trof, op 30 juni 1908,
werd veroorzaakt door een neerstortend hemel
lichaam met een heel losse samenstelling. De
Italiaanse onderzoekers maken gewag van hun
bevindingen in het laatste nummer van weten
schapsblad Astronomy Astrophysics.
Een groep Italiaanse onderzoekers deed afge
lopen zomer onderzoek in het bewuste gebied,
Tunguska in Rusland. De sporen zijn nog
steeds zichtbaar van die gedenkwaardige och
tend, toen de aarde een ontmoeting had met
een planetoïde uit de ruimte, bestaande uit
een verzameling brokken en brokjes.
„Het is lang gissen geweest, wat daar al die
verwoestingen aanrichtte", zegt expeditielei
der en geofysicus Luigi Fuschini van de Itali
aanse Academie voor Wetenschappen in Tu
rijn. „De eerste expeditie betrad in 1930 het
ontoegankelijke gebied. Toen pas werd de om
vang van de ramp duidelijk. In een gebied van
ruim 2.000 vierkante kilometer, bleken tien
duizenden bomen, vele van formidabele af
metingen, tegen de grond te zijn geslagen.
Men nam aan dat er een reuzenmeteoriet was
ingeslagen, vooral omdat tal van ooggetuigen
melding maakten van een enorme vuurbol
aan de hemel."
Het vreemde was echter, dat er geen kraters in
het verwoeste gebied, zo groot als de provincie
Utrecht, werden aangetroffen. Dat is gebruike
lijk na de inslag van één of meerdere grote me
teorieten: stenen of brokken metaal, afkomstig
uit de ruimte. Jarenlange opgravingen lever
den ook niets op. Duizenden bomen bleken
bovendien aan één kant zwart geblakerd te
zijn, blootgesteld als ze moesten zijn geweest
aan een verzengende bron van hitte.
„Ongeveer in het midden van het verwoeste
gebied bleek een aantal woudreuzen nog over
eind te staan", aldus Fuschini. „Volkomen
ontdaan van al hun takken, leken ze meer op
telegraafpalen. Dat leidde tot de theorie, dat
de feitelijke explosie op enkele kilometers
hoogte, recht boven die bomen had plaatsge
vonden. De explosiekracht werkte dus in het
verlengde van die boomstammen. De takken
werden er af geslagen, maar de dode stammen
zelf bleven staan."
Behalve onderzoek in het gebied zelf, waar de
natuur zich inmiddels volledig herstelde, maar
waar ook nog de duizenden verrotte boom
stammen liggen, onderzocht men ook de gear
chiveerde ooggetuigeverslagen, die vanaf 1930
tijdens expedities werden verzameld. Al die
gegevens vergeleken Fuschini en zijn teamle
den met de kennis die men nu heeft van kleine
hemellichamen in het zonnestelsel, zoals ko
meten en planetoïden.
„Lang is gedacht aan een neerstortend stuk
van een komeet", verklaart Fuschini. „We we
ten nu echter dat een komeet uit heel bros be
vroren materiaal bestaat. Het is meer een ijzige
stofbaal en die zou al hoog in de dampkring
uit elkaar gevallen zijn. Met ruimtesondes zijn
echter ook al diverse planetoïden onderzocht.
Niet allemaal blijken dat vaste rotsmassa's te
zijn.
De in 1997 door de ruimtesonde Near gefoto
grafeerde planetoïde Mathilde heeft het uiter
lijk van een 60 kilometer grote steenberg, maar
bestaat in werkelijkheid uit los/vast aan elkaar
zittende grote en kleine steenklompen en -
klompjes."
Zo'n massa houdt het, denkt men, langer uit
dan een komeetfragment, als het met een
snelheid van tien tot vijftien kilometer per se
conde de dampkring in vliegt. De onderzoe
kers leidden die snelheid af uit de verslagen
van de vele ooggetuigen, die de immense
vuurbol op 30 juni 1908 langs de hemel zagen
vliegen.
„We schatten dat het brosse lichaam zelf zo'n
300 meter groot was", zegt Fuschini. „Maar op
zo'n zes tot acht kilometer hoogte was de
luchtweerstand zo toegenomen, dat een ge
weldige explosie optrad, waarbij de nog reste
rende massa compleet verdampte. De schok
golf van de explosie walste het onderliggende
gebied plat.
Volgens ons was het dus geen komeetfrag
ment, of een steenplanetoïde, maar meer een
kosmische grindbak, die op 30 juni 1908 bo
ven Midden-Siberië ontplofte. Gelukkig boven
vrijwel onbewoond gebied."
De explosie in of boven Tunguska had een
kracht van rond twaalf megaton; duizend keer
zo sterk als de atoombommen die in augustus
1945 de Japanse steden Nagasaki en Hiroshi
ma verwoestten.
wageningen/anp - Engels,
derzoekers hebben een
moon ontdekt dat voorkoi
planten verslappen. Volgei
publicatie in Plant Phys
verhoogt het hormoon de
maak van stikstofmonoxi: n
de huidmondjes van de pla N
Door het hormoon met
te vergelijken heeft de publ !l
veel aandacht getrokken. D
tentiepil Viagra vergroot
mannelijke geslachtsdeel j
productie van stikstofdioxi
Bij het middel voor plantei
het om het hormoon absc
zuur dat het openen en s!y
van de huidmondjes van
plant regelt. Bij mutantei
het hormoon niet kunnen
ken, gaan de huidmondje
dicht. Daardoor verlieze
planten te veel vocht en ga
verleppen.
e,
Eind februari maakte de Odyssee deze kaart van Mars. Onderaan, rond de zuidpool, de aanwezigheid van waterstof en dus water/ijs.
Foto: Archief/NASA
door Ben Apeldoorn
pasadena - Mars blijkt veel meer water te be
zitten dan men tot nu toe dacht. Maar dan
wel water in de vorm van ijs, dat zich vlak on
der het oppervlak van deze planeet bevindt.
De ontdekking werd gedaan door de sonde
Odyssee, die nog maar net begonnen is met
het onderzoek van het Marsoppervlak.
De ontdekking is van belang, niet alleen
voor de geologische historie, maar ook voor
toekomstige bemande ruimtevluchten naar
de 'rode planeet', zoals Mars wegens zijn
merendeels roodachtig gekleurde oppervlak
ook wel genoemd wordt.
Dat op Mars ooit veel water moet zijn ge
weest, daaraan twijfelt men nauwelijks
meer. De details op het oppervlak van de ro
de planeet spreken wat dat betreft boekde
len. Dat een deel van dat water ooit als ijs
werd opgeslagen in de Marsbodem, is ook
een bij veel planeetwetenschappers popu
laire theorie, die echter nooit kon worden
bewezen. De onderzoekssonde Odyssee, die
eind februari begon met het verkennen van
het Marsoppervlak, heeft dat bewijs nu gele
verd. En dat niet alleen: de hoeveelheden ijs
zijn veel groter dan men had verwacht, zo
blijkt uit de eerste registraties van Odyssees
instrumentarium.
„We hebben nu een ruimtesonde rond Mars
draaien, die als het ware met heel andere
ogen naar de planeet kijkt dan eerdere son
des die Mars onderzochten", aldus planeet
wetenschapper en lid van het Odyssee-team
Jeff Plaut van NASA's Jet Propulsion Labora
tory (JPL) in Pasadena.
Een van die 'andere ogen' die Plaut bedoelt,
is een instrument, de GRS (Gamma Ray
Spectrometer), die, naast gammastraling,
neutronen (deeltjes van atoomkernen met
een neutrale lading) detecteert in het Mars
oppervlak, tot ongeveer een meter diepte.
Die deeltjes komen daar vrij, onder invloed
van kosmische straling (energierijke straling
uit de ruimte). Door de energie van de vrij
gekomen neutronen te meten, kan men
achterhalen welke elementen in, en vlak on
der de bestreken gebieden voorkómen.
Op deze manier toonde de GRS in uitge
strekte gebieden op Mars de aanwezigheid
aan van waterstof, een van de twee bestand
delen van water. In dit geval ijs, omdat die
delen van het Marsoppervlak waar de neu
tronen werden aangetoond, te koud zijn
voor vloeibaar water.
Het blijkt te gaan om enkele relatief kleine
gebieden rond Mars' evenaar, een gebied zo
groot als West-Europa in meer gematigde
zones, en een enorm groot gebied dat het
gehele zuidpoolgebied van Mars omvat. Het
laatste beslaat een oppervlak dat twee keer
zo groot is als dat van het aardse ijsconti-
nent Antarctica.
Volgens Plaut is het nog te vroeg om vast te
stellen of het gaat om aaneengesloten ijs
massa's. De metingen zijn daarvoor nog te
grof. Ook is in dit stadium van onderzoek
nog niet bekend hoe dik deze massa's zijn.
„Maar de gebieden waarin de neutronen
zijn aangetroffen, die op hun beurt wijzen
op de aanwezigheid van waterstof, overtref
fen in grootte toch bepaald onze stoutste
verwachtingen", zo liet Plaut op een inder
haast georganiseerde persbijeenkomst en
thousiast weten.
De Odyssee zal ruim tweeënhalf jaar lang
banen rondom Mars beschrijven. Men is
daarbij vooral geïnteresseerd in welke mine
ralen in de Marsbodem voorkomen en waar
zich water/ijs ophoudt. Dat laatste, wat nu
dus al in grote lijnen bekend is, is letterlijk
en figuurlijk van levensbelang voor toekom
stige, bemande ruimtevluchten naar Mars.
Het water kan voorzien in de dagelijkse le
vensbehoeften en het kan ontleed worden
in de bestanddelen waterstof en zuurstof;
beide brandstoffen voor raketmotoren. Dat
hoeft dan niet vanaf de aarde te worden
meegenomen voor de terugreis.
door Martijn Hover
Een huiveringwekkend scenario:
een nietsvermoedende manne
tjesbrasem zwemt argeloos langs
de Eindhovense zuiveringsinstal
latie van rioolwater om vijfhon
derd meter verderop verbaasd
vast te stellen dat hij intussen
een vrouwtjesbrasem is gewor
den. Zo erg is het weliswaar nog
niet, maar het Brabantse water
schap de Dommel wil wel nader
onderzoek naar mogelijke hor
monen in rivierwater.
Dat de meeste diersoorten on
derverdeeld kunnen worden in
mannetjes en vrouwtjes, is het
gevolg van het feit dat manne
tjes-en vrouwtjesdieren er een
verschillende hormoonhuishou
ding op nahouden. De ontwik
keling van de geslachtskenmer
ken bij mannelijke en vrouwelij
ke dieren wordt geregeld door
respectievelijk mannelijke en
vrouwelijke hormonen.
Door mannen vrouwenhormo
nen toe te dienen en andersom
kunnen lichamelijke kenmerken
worden beïnvloed. Mensen ma
ken daar bewust gebruik van:
transseksuelen kunnen bijvoor
beeld de fysieke eigenschappen
van de door hen begeerde sekse
verwerven met behulp van hor-
moonkuren. Ook de anticon
ceptiepil is gebaseerd op een
stof die de werking van het
vrouwelijk hormoon ('oestro-
geen') imiteert. Als mensen che
mische stoffen op industriële
schaal beginnen te produceren,
belanden ze vroeg of laat in het
milieu. Dat is ook het geval met
oestrogene en 'xeno-oestrogene'
stoffen. De laatste zijn chemi
sche verbindingen die technisch
gesproken geen hormonen zijn,
maar in levende organismen wel
als zodanig kunnen reageren.
In het begin van de jaren negen
tig ontdekten Britse onderzoe
kers dat dergelijke stoffen op
merkelijke gevolgen hadden
voor vissen die rondzwommen
in water dat ermee verontrei
nigd was. Mannetjesvissen be
gonnen 'vrouwelijke' trekjes te
vertonen, op verschillende ni
veaus.
Soms bleef de 'vervrouwelijking'
beperkt tot ovitestes, dat wil zeg
gen dat zich in de geslachtsor
ganen van de vis behalve zaad-
ook eicellen beginnen te vor
men. In een aantal gevallen ver
toonden de mannetjesvissen
ook uiterlijk vrouwelijke ken
merken - ongeveer zoals een
menselijke transseksueel na een
intensieve hormoonbehande
ling. In ons land is de situatie
lang niet zo ernstig als in Groot-
Brittannië, zo blijkt uit het 'Lan
delijk Onderzoek Oestrogene
Stoffen' ('LOES'), een verken
nende studie uitgevoerd door
het Rijksinstituut voor Integraal
Zoetwaterbeheer en Afvalwater
behandeling en het Rijksinsti
tuut voor Kust en Zee. De uit
komsten die LOES heeft opgele
verd zijn al met al ernstig ge
noeg om verder onderzoek te
rechtvaardigen.
In het voorjaar van 1999 vingen
de onderzoekers 14 mannelijke
brasems in de Dommel, over
een gebied dat zich uitstrekte
van 500 meter stroomopwaarts
tot 500 meter stroomafwaarts
van de Eindhovense waterzuive
ring. Van die veertien was er
met acht niets aan de hand. Bij
zes van de veertien werden ech
ter ovitestes aangetroffen, in
twee gevallen zelfs in ernstige
mate. Dat zou kunnen beteke
nen dat bijna de helft van de
mannelijke brasems dié in de
buurt van Eindhoven in de
Dommel rondzwemmen min of
meer 'vervrouwelijkt' is. In de
herfst van datzelfde jaar vingen
de onderzoekers nog eens ne
gen brasems. Daarvan waren er
zes prima in orde en werden er
bij drie stuks ovitestes aange-
troffen.„We hebben maar wei
nig vissen gevangen, dus de cij
fers zeggen niet alles", erkent
onderzoeker Gerard Rijs. „Maar
genoeg om aan te geven dat er
iets aan de hand is. Al is de ke
ten van oorzaak en gevolg nog
lang niet volledig opgehelderd.
Dat we in het voorjaar zoveel
meer 'vervrouwelijkte' manne
tjesbrasems aantroffen, kan bij
voorbeeld samenhangen met
hormonale wijzigingen die van
nature in de voortplantingstijd
optreden."
Wel is in biochemisch opzicht
duidelijk hoe het proces in zijn
werk gaat. Hormonen sturen de
aanmaak van eiwitten door de
lichaamscellen. Mannelijke hor
monen zetten cellen aan om
mannelijke eiwitten te produce
ren, vrouwelijke hormonen lei
den tot vrouwelijke eiwitten. Als
de mannetjesvissen rondzwem
men in gezuiverd, maar onver
dund water uit de Eindhovense
waterzuiveringsinstallatie, blijkt
dat nog voldoende hoge con
centraties aan oestrogeena
ge stoffen te bevatten om
de lichaamscellen van de v
laten belanden.
Daar reageren ze met 'rece
ren' (andere chemische ve vu
dingen die precies zijn afge or
stemd op de chemische eij
schappen van hormonen), ne
daardoor als het ware gebit hei
keerd worden voor het mai
lijk hormoon. De cel begini ere
volgens in plaats van het vi (S^
wachte manelijke eiwit, he lol
vrouwelijke eiwit vitelli
produceren. Het water dat
zuiveringsinstallatie op de
mei loost, is al flink gezuivi
de concentraties oestrogen
xeno-oestrogene stoffen di >a
worden aangetroffen zijn h >ar
derd keer lager dan die int tc
water vóór zuivering. Deso
danks zijn de gevolgen opi
kelijk. De onderzoekers da cki
soortgelijke metingen op v rei
plekken in ons land. Nerge N
werden de in de Dommel; 101
getroffen cijfers zelfs maar
naderd. „Dat komt doorda
de Dommel als enige gekel Js
naar de situatie rond een v u
zuiveringsinstallatie", aldu 10
„Daar verwacht je hogere 1st
centraties verontreiniging
in die zin was de uitkomst
verrassing."
Het Brabantse riviertje de Dommel. GPD/Archief
door Suzanna van der Laan
groningen - Wekelijks is op de te
levisie te zien hoe teams met
zelfgebouwde robots met elkaar
de strijd aanbinden. In Robot
Wars is bijna elk wapen, van
vlammenwerper tot cirkelzaag,
geoorloofd om de andere robot
uit te schakelen. De robots wor
den nog altijd bestuurd door
mensen. Inmiddels worden er
ook al wedstrijden uitgevochten
zonder menselijke tussenkomst.
Robot tegen robot. Bijvoorbeeld
tijdens een potje voetbal.
Wereldwijd proberen weten
schappers het beste robotteam
samen te stellen voor de jaarlijk
se RoboCup. Ook aan de Rijks
universiteit Groningen, bij de
vakgroep Kunstmatige Intelli
gentie, leren onderzoekers ro
bots voetballen. En dat is moei
lijker dan velen denken.
Een veld van zes bij twaalf me
ter, een knaloranje bal en een
geel en een blauw doel. Zet daar
een paar voetbalrobots in en ze
weten precies wat er moet ge
beuren: de bal in het doel van
de tegenstander brengen. Een
simpel spel met eenvoudige re
gels. Toch is het veel ingewik
kelder dan het lijkt. Want iedere
speler moet op elk moment we
ten waar de bal is, waar het doel
is en waar zijn medespelers en
tegenstanders zich bevinden.
Ook de eigen positie in het veld
is van belang. Steeds moet de
robot zelfstandig beslissingen
nemen, die afhankelijk zijn van
de omgeving.
Het Nederlandse RoboCup-
team, momenteel gevormd door
vier universiteiten (Amsterdam,
Delft, Utrecht en de hoofdstede
lijke Vrije Universiteit), heeft al
verschillende malen meege
speeld in de RoboCup. De Gro
ninger groep is nog niet zover.
„Je hebt twee benaderingen om
robots te laten voetballen", ver
klaart Floris Maathuis, onder
zoeker binnen het RoboCup-
project.
„Enerzijds kun je het probleem
puur met engineering benade
ren. Zeg maar de rechttoe recht
aan aanpak. Anderzijds is er de
kunstmatige intelligentie bena
dering, die wij dus hanteren.
Daarbij probeer je het menselijk
gedrag te simuleren om dat be
ter te begrijpen. Het onderzoek
weegt in dat geval zwaarder dan
het uiteindelijk meedoen in de
RoboCup."
De robots zijn eigenlijk compu
ters op wieltjes, die zijn uitge
rust met een aantal sensoren,
zoals een camera en een sonar.
Een robot bij de Robo Cup is eigenlijk een computer op wieltjes, uitgerust met een camera en een sonar.
Zo kan hij bepalen hoe ver bij een potje voetbal een bal van hem af staat. Foto: GPD
Met de sonar kan de robot be
palen hoe ver objecten van hem
af staan. Aan de hand van het
camerabeeld, wat in feite niet
meer is dan een rechthoek met
duizenden puntjes, moeten de
objecten - 'de bal' - herkend
worden. Maathuis: „Het moei
lijkste is het om de sensoren te
koppelen aan het gedrag. Ge
drag als lopen lijkt heel eenvou
dig, maar is heel moeilijk om na
te bootsen. Er is een theorie dat
menselijk gedrag bestaat uit een
aantal simpele regels die samen
complex gedrag vormen. Bij
voorbeeld het gedrag voetbal
richting doel, het gedrag blijf
binnen het veld en het gedrag
ontwijk andere spelers levert
een gemiddelde dat lijkt op
complex gedrag. Dat idee ge
bruiken we ook voor de compu
ters."
De studenten en onderzoekers
bij Kunstmatige Intelligentie
proberen niet alleen om de ro
bots te laten voetballen, maar
ook om ze zelfstandig te laten
aanpassen aan een nieuwe om
geving. Als je mensen in een
veld zet met bijvoorbeeld een
blauwe bal en oranje lijnen, we
ten ze natuurlijk nog altijd wat
de bedoeling is. Datzelfde willen
we ook bereiken bij de robots",
aldus Maathuis.
Door het toepassen van neurale
netwerken, een vereenvoudigde
versie van menselijk zenuwstel
sel, kan een computer leren van
het gedrag van de mens en van
zijn eigen fouten.
Uiteindelijk moeten er zo volle
dig zelflerende voetballers wor
den gecreëerd. Niet om het
voetballen, maar om het begrij
pen van gedrag.
Aan de hand van de RoboCup
leren onderzoekers steeds meer
over zelfstandig werkende ro
bots. In de toekomst kunnen die
voetballende robots worden in
gezet bij brandbestrijding en het
opruimen van landmijnen.
Maar eerst moeten ze leren
voetballen.
door Henk Hellema
den haag - De in de tropen veel
voorkomende rivierblindheid
wordt niet door een parasitaire
worm, maar door een bacterie
veroorzaakt. Een groep Duitse,
Engelse en Amerikaanse onder
zoekers heeft aangetoond dat
het troebel worden van het
hoornvlies bij patiënten met ri
vierblindheid vooral het gevolg
is van een ontstekingsreactie
veroorzaakt door een in de pa
rasiet levende bacterie. Bij de
behandeling van deze worm
ziekte zou het daarom zinvol
kunnen zijn ook een antibioti
cum te geven. De bacteriën blij
ken onder meer gevoelig voor
doxycycline.
In vooral West- en Centraal Afri
ka, maar ook in gebieden in
Midden- en Zuid-Amerika, zijn
naar schatting 18 miljoen men
sen geïnfecteerd met de parasi
taire draadworm Onchocerca
volvulus. Besmetting bij de
mens vindt plaats via een beet
van een geïnfecteerd vrouwtje
van de zwarte vlieg. De draad
worm nestelt zich onder de huid
en kan daar uitgebreide, jeuken
de en sterk ontsierende huidaf
wijkingen veroorzaken.
Naast lichamelijke klachten
kunnen deze afwijkingen ook
psychosociale problemen ge
ven. Eenmaal in knobbels onder
de huid gevestigd, produc
de vrouwelijke worm zo'n
jaar lang dagelijks rond de P
larven, die zich een weg d<
het lichaam van de gastheiai
nen. Met name in de ogenl0'
nen doodgaande larven ei ed
sterke ontstekingsreactie 1
zaken, dat het hoornvlies 1
bel wordt. Naar schatting v.^
270.000 patiënten zijn daa
blind, het dubbele aantal 113c
een sterk verminderd gezi SF
vermogen. r
Het in Science gepubliceei
onderzoek laat nu zien, dl U
ontstekingsreactie in het t
niet zozeer door de doodg
parasietenlarven zélf wor< n£
oorzaakt, maar door daari flc
vende bacteriën. Opmerk en
aangezien al lang bekend ch
de draadworm bacteriën 1
het geslacht Wolbachia bi j0j
draagt. In hun studie voni W(
onderzoekers dat draadwi erj
van patiënten die met een nil
bioticum waren behandel e 5
daardoor weinig bacterie; n x
vatten) in muizen aanzien ;ec
minder schade aan de og( us
brachten dan wormen val ;ur
behandelde patiënten. Sj
De vliegjes worden bestre 0ij
met insecticiden. Daarna; pr
worden besmette mensen Qn
veel mogelijk jaarlijks mei jjd
anti-wormmiddel ivermei
behandeld.
