Woestijnkever doet een handstand

(Extra materiaal behorende bij de QR code uit de krant na de columntekst)

Namibië herbergt één van de oudste woestijnen ter wereld. Het zand van de Namib is naar verluidt zo heet, dat een verdwaalde sprinkhaan bij een landing onmiddellijk wordt geroosterd. Dit insect is duidelijk niet aangepast aan deze omgeving. Woestijnkevers zijn dat natuurlijk wel. Naast de hitte moeten ze ook de droogte overleven want regen valt er nagenoeg niet. De oplossing komt hen letterlijk aangewaaid.

De Namib ligt aan de Zuid-Atlantische Oceaan. Hier botst warme lucht op koud water, met mist als gevolg. De nevel reikt in de ochtend tot in de woestijn en spoort de kevers aan tot een dagelijks ritueel: en masse lopen ze naar de top van een zandduin om er een soort handstand te doen. Daar waar paarden en koeien altijd hun achterwerk naar de wind keren, staat de woestijnkever juist met de kop in de wind, de kont omhoog en de voorkant omlaag.

De reden hiervoor is het ‘mini-gebergte’ op zijn rug. De ‘bergen en dalen’ – behalve de bergpieken – zijn bedekt met een waslaag. Dat maakt de toppen van de bultjes waterminnend (hydrofiel) en de rest waterafstotend (hydrofoob). Als de mist binnenrolt, botst hij tegen de keverrug, die nog koud is van de nacht. Kleine mistdruppeltjes condenseren op de bobbelige rug en blijven ‘plakken’ aan de hydrofiele toppen. Hier vloeien de druppeltjes samen tot een grote druppel die uiteindelijk zo zwaar wordt dat hij van het bultje afrolt. Hij komt op het wasachtige waterafstotende gedeelte van de rug, waar hij gemakkelijk overheen rolt. Omdat de kever voorover staat, rolt de druppel door de ‘dalen’ naar de kop. De kever hoeft het water alleen nog maar op te drinken.

Over dit systeem is goed ‘nagedacht’ door de natuur. Zou de rug vlak zijn met alleen een waslaag, dan condenseren er weliswaar ook mistdruppels op, maar deze zijn dan zo klein en licht, dat ze gemakkelijk worden weggeblazen. Zonder waterafstotende laag zouden de mistdruppels een plasje vormen, net als op glas. Dat verdampt in de hitte of rolt ongecontroleerd van de keverrug. In beide gevallen komt er geen drinkwater beschikbaar voor het beestje.

Ook mensen beheersen al geruime tijd de techniek om drink- en irrigatiewater uit mist te oogsten. Dit gebeurt meestal met netten gemaakt van hydrofoob plastic. Bij conventionele netten wordt de meeste mist echter door de gaten heen geblazen. Systemen gebaseerd op het ruglandschap van de woestijnkever produceren veel meer water.

Deze manier van water oogsten is een inspiratiebron voor vele nuttige toepassingen. Tenten met een bobbelig keverrugpatroon kunnen water oogsten in vluchtelingenkampen. Ook bestaat er een zelfvullende waterfles. Deze heeft de vorm van een ouderwetse citruspers, gemaakt van roestvrijstaal. In de ochtend condenseren dauwdruppels op de koepel, die is afgekoeld in de nacht. Onderin worden de druppels opgevangen.

Minder voor de hand ligt de toepassing in airconditioners. In Japan zorgen deze koelsystemen met het uitwasemen van waterdamp voor een opwarming van twee graden. Het oogstsysteem kan het water mogelijk terugwinnen. Er wordt zelfs gedacht over het mistvrij maken van vliegvelden met behulp van keversystemen. Heel ambitieus!

Ook leuk om te weten naar aanleiding van de column:

Serendipiteit treedt op als iemand op zoek is naar iets en tijdens de zoektocht per toeval op heel iets anders stuit: een verassende ontdekking. Ook de woestijnkever is hier een voorbeeld van. In eerste instantie werd dit insect onderzocht vanwege het vermogen om in de snikhete Namib woestijn te overleven. Dit naar aanleiding van een foto waarop een stel kevers een geroosterde sprinkhaan oppeuzelen.

De woestijn is niet de natuurlijke habitat van sprinkhanen, maar door de sterke winden die typisch zijn voor de regio worden ze regelmatig de woestijn in geblazen. De woestijnkever voelt zich wel helemaal thuis in de Namib en was de vraag wat het geheim is van deze hittebestendige woestijnbewoner. Tijdens dit onderzoek stuitten de onderzoekers op het berglandschap dat het schild van de kever siert. Het werd al snel duidelijk dat dit niets met de bescherming tegen de hitte te maken heeft en bleek dus uiteindelijk een mistcollector te zijn.

Het onderzoek naar de hittebestendigheid van het insect is niet afgerond omdat alle aandacht naar de nieuw ontdekte structuren ging. Het vermoeden was dat de kever reflectoren heeft om warmtestraling (infrarood) te weerkaatsen. Dit zou toepassingen kunnen hebben in hittebestendige materialen voor gebruik in bijvoorbeeld de ruimtevaart.

Een mooi filmpje over het water oogsten van de Namib woestijnkever is hier te vinden.

Hieronder een afbeelding van de op een citruspers lijkende Dew Bank Bottle, winnaar van een bronzen prijs tijdens de Idea Design Awards in 2010.

Foto: http://matterism.com/2012/09/namib-beetle/

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 12 december 2014

Overzicht van alle columns