De kleinste dieren hebben bijzondere eigenschappen

Cicaden springen 116 keer hun eigen lichaamslengte, kevers duwen 1141 keer hun eigen lichaamsgewicht en de penis van een onderwaterinsect maakt meer herrie dan een motor. Als wij deze eigenschappen zouden hebben, dan konden we over het Vrijheidsbeeld springen en zwarte gaten maken.

Cicaden springen 116 keer hun eigen lichaamslengte, kevers duwen 1141 keer hun eigen lichaamsgewicht en de penis van een onderwaterinsect maakt meer herrie dan een motor. Als wij deze eigenschappen zouden hebben, dan konden we over het Vrijheidsbeeld springen en zwarte gaten maken.

Shutterstock

Taaiheid: het beerdiertje is onverwoestbaar

Het beerdiertje overleeft zelfs als de zon is uitgedoofd, zo denken diverse wetenschappers. Ze hebben dit kleine diertje, dat iets van een winegum weg heeft, gekookt, bevroren, in gif gedoopt, bestookt met radioactieve straling en de ruimte in geschoten. Het is gewoon niet kapot te krijgen.

De ruim 1200 soorten zijn niet groter dan 0,1 tot 1 mm en leven overal waar water is, van de diepzee en Antarctica tot moerassen en besneeuwde bergtoppen. Ze kunnen overigens ook op het land overleven, want ze zijn zelfs aangetroffen in woestijnen en op kurkdroge zoutvlakten.

Het beerdiertje kan in extreme omstandigheden overleven dankzij het vermogen om zichzelf op te rollen en volledig uit te drogen. In deze gedroogde toestand gaat het in een soort winterslaap – een zogeheten cryptobiose – waarbij de stofwisseling in de sluimerstand gaat.

Cellen en moleculen brokkelen normaal gesproken af zonder water, maar in het beerdiertje wordt water vervangen door de zoetstof trehalose, waardoor de moleculen worden beschermd. Als het water uit het beerdiertje is afgevoerd, kunnen de moleculen geen wisselwerking met elkaar aangaan. Zo wordt het afbraakproces afgeremd dat normaal onder extreme omstandigheden plaatsvindt.

Geluid: minipenis maakt meer herrie dan een motor

© ExaVolt

Het meest luidruchtige dier, op basis van grootte, maakt geen gebruik van zijn longen of vleugels om herrie te maken, maar van zijn penis.

Het insect met de Latijnse naam Micronecta scholtzi is niet groter dan 2 millimeter. Toch kan het een volume van bijna 100 dB produceren, waarmee het veel motoren zou overstemmen.

Als we deze eigenschap zouden omrekenen naar de mens, dan zou iemand van 1,75 meter een onrealistische 87.500 dB kunnen produceren. In theorie zou je dan een zwart gat kunnen maken.

Het onderwaterinsect produceert dit keiharde geluid door met zijn penis over zijn geribbelde buik te wrijven.

Wetenschappers denken dat mannetjes dit geluid gebruiken om partners te lokken. Dit is een goed voorbeeld van een wonderlijke seksuele selectie.

De luidruchtigste mannetjes maken meer kans op een succesvolle paring en dus het doorgeven van hun genen én het vermogen om herrie te maken.

Bouwkunst: minispin bouwt hangbrug over rivier

De wielwebspin is maar 1,5 cm lang. Toch kan hij bouwwerken met een lengte van 25 meter maken.

© Shutterstock

In de jungle van Madagaskar hangen grote spinnenwebben boven rivieren en beken. Die hebben een oppervlak van soms wel 3 m2 en behoren tot de grootste spinnenwebben die er zijn. Ze hangen boven het water aan draden van wel 25 meter lang. De ingenieur achter dit bouwwerk is de Darwinse wielwebspin, die slechts 1,5 centimeter lang is en ongeveer 0,5 gram weegt.

De Latijnse naam van deze spin is Caerostris darwini. De veiligheidslijn waarmee de spin zich laat zakken, is flexibel en extreem sterk. Het spinrag is tien keer zo sterk als kevlar en twee keer zo sterk als andere spinnenwebben. Dit is vastgesteld met een trekkrachttest, waarbij een machine een draad uit elkaar trekt totdat deze knapt.

© NaturePL/Claus Lunau

Sterke veiligheidslijn houdt de spin boven water

De Darwinse wielwebspin is afhankelijk van een stevige veiligheidslijn, zodat hij zorgeloos boven een woeste rivier kan hangen terwijl hij zijn bouwwerk maakt. Hiervoor heeft de spin een speciaal proces ontwikkeld, waarmee hij ’s werelds sterkste spinrag maakt.

© NaturePL/Claus Lunau

Klier maakt lijn

In een klier in het achterlijf van de spinnen worden speciale eiwitten verzameld. Deze zogeheten spidroïnen worden vanuit de klier naar een kanaal gevoerd waar de pH-waarde langzaam daalt en water aan de oplossing wordt onttrokken. De eiwitten vormen lange draden.

© Claus Lunau

Sterk web van speciale eiwitten

De Darwinse wielwebspin maakt voor zijn veiligheidslijn gebruik van een uniek eiwit met de naam MaSp4. Dat heeft een hoog gehalte van het aminozuur proline, waardoor de lijn verder kan worden uitgerekt dan andere soorten spinsel, voordat hij breekt.

© Claus Lunau

Spintepels scheiden draad af

De eiwitten worden verzameld in spintepels op het achterlijf van de spin. Daar worden ze eerst omgezet in lange ketens, zogeheten fibroïnen, en versterkt met het aminozuur proline. Vervolgens worden de fibroïnen in bundels samengevoegd en ontstaat de sterke veiligheidslijn.

Het spinrag bestaat voornamelijk uit een mengsel van eiwitten die we spidroïnen noemen. Wetenschappers hebben recent een spidroïne-eiwit in het spinsel van de Darwinse wielwebspin gevonden met de aanduiding MaSp4. Dit eiwit zien we niet terug in andere spinsels en het is daarom bepalend voor de unieke eigenschappen van het spinrag. De spin bouwt zijn web boven rivieren omdat het daar wemelt van de voedzame insecten zoals libellen en eendagsvliegen.

De Darwins wielwebspin is maar 1,5 centimeter lang, maar kan draden van wel 25 meter maken.

© Matjaž Gregorič et al/PLoS One

Het vermogen om vliegende insecten boven rivieren te vangen is uniek onder spinnen. C. darwini hoeft zijn buit dan ook niet te delen met andere soorten.

Hoogspringen: de cicade maakt reuzensprongen

Dankzij zijn goed getrainde poten kan het schuimbeestje 166 keer zijn eigen lichaamslengte springen.

© Charles J Sharp

De schuimcicade, ook wel schuimbeestje, is slechts 6 millimeter lang. Toch kan het diertje ruim 70 centimeter springen, en dat is ruim 116 keer zijn lichaamslengte.

Ter vergelijking: een mens van 180 centimeter zou dan 209 meter hoog kunnen springen – 85 keer het wereldrecord.

© Claus Lunau

De spieren in de achterpoten van het schuimbeestje vormen 11 procent van zijn lichaamsgewicht. Voordat hij een sprong maakt, verzamelt het schuimbeestje energie in zijn spieren. Deze energie komt in één keer vrij, waardoor het wordt gelanceerd.

Boksen: zwaargewicht verpulvert zijn buit

© Paul Starosta/Getty Images

Zeeslakken, krabben een mosselen lopen groot gevaar als de kleurrijke bidsprinkhaankreeft, of mantisgarnaal, op jacht gaat op de zeebodem. Met zijn hamerachtige klauwen deelt deze 10 centimeter lange kreeftachtige enorme klappen uit waarmee hij met gemak schilden en schelpen verbrijzelt.

Bij iedere klap lijkt het alsof er een projectiel wordt gelanceerd met 23 meter per seconde, ruim 50 keer sneller dan wanneer je met je ogen knippert.

Kijk hier hoe een krab tot moes wordt geslagen

Bewegingen veroorzaken luchtbelletjes tussen de dodelijke klauwen.

Als de luchtbelletjes klappen, ontstaat er een schokgolf waardoor de prooi bewusteloos raakt – zelfs als de slag niet raak is. Als de prooi buiten westen is, kan de bidsprinkhaankreeft het karwei afmaken en het vlees oppeuzelen. De klauwen van het diertje zijn gemaakt van harde mineralen in een speciale structuur, zodat het zelf geen schade ondervindt van zijn eigen krachtige klappen.

De buitenste laag van de klauwen bestaat uit het mineraal hydroxyapatiet. Dit vinden we bijvoorbeeld ook terug in ons eigen tandglazuur. Het mineraal zit in de klauwen van de bidsprinkhaankreeft nog dichter opeen gepakt, waardoor het sterker is dan tandglazuur.

Het harde en rigide oppervlak zorgt ervoor dat het grootste deel van de slagkracht richting de prooi gaat, in plaats van naar de klauwen. Onder het harde oppervlak bevindt zich een zachtere, flexibele onderlaag die werkt als een soort vering en voorkomt dat de buitenste laag breekt door de kracht van een slag.

Snelheid: kleine mijt verslaat jachtluipaard

© Grace C. Wu et al.

Een mijt uit het zuiden van Californië in de VS is met afstand ’s werelds snelste dier. Het beestje is ongeveer 0,8 mm lang, maar kan sprinten met een vaart van bijna 26 cm/s. Dat komt overeen met 323 lichaamslengten per seconde.

Dat is vele malen sneller dan ’s werelds snelste zoogdier, de jachtluipaard, die een absolute topsnelheid van ruim 25 lichaamslengten per seconde kan bereiken. Het wereldrecord op de 100 meter is van Usain Bolt en staat op 9,58 seconden. Dit komt overeen met vijf lichaamslengten per seconde. Als een mens van 180 centimeter de sprintcapaciteiten van de mijt zou hebben, dan zou hij een vaartje van 2088 km/h halen.

De mijt bereikt niet alleen haast bovennatuurlijke snelheden, maar hij kan ook razendsnel van richting veranderen. Het diertje zet namelijk meer dan 100 stappen per seconde, waardoor het voor roofdieren haast onmogelijk is om het te vangen.

De snelheid en de hoge stappenfrequentie zijn het gevolg van extreem snelle spieren. Vergeleken met de spieren van grotere dieren bevatten die van de mijt relatief veel mitochondriën, die razendsnel het energiemolecuul ATP produceren en omzetten in spierkracht en snelheid.

Spierkracht: spierbundel traint met uitwerpselen

De mestkever moet wel de sterkste zijn, als hij thuis de rust wil bewaren.

© NaturePL

De mestkever gebruikt uitwerpselen als voedsel of om in te paren.

De soort Onthophagus taurus is bijzonder sterk. Deze kever kan 1141 keer zijn eigen gewicht trekken. Ter vergelijking: een mens van 80 kilo zou dan meer dan 91 ton, of vijf volle dubbeldekkers, kunnen trekken.

De mestkever gebruikt zijn kracht om poep te verzamelen voor de paring. Het vrouwtje graaft tunnels en dekt de ingang af met uitwerpselen. Deze rollen vervolgens de tunnel in en worden gebruikt om eitjes in te leggen.

De kever gebruikt zijn kracht niet alleen om poep te verplaatsen. Als de mannetjes vechten om toegang tot de tunnels van het vrouwtje, vindt er een ware worstelpartij plaats waarbij het erom gaat om het zwakste mannetje uit de tunnel te duwen. Kracht en goed kunnen duwen zijn belangrijk voor een succesvolle voortplanting, en alleen de allersterksten mogen hun genen doorgeven.