Kogelvrije, knallende knuppel

De bidsprinkhaankreeft had ik in een natuurdocumentaire wel eens gezien. Het is een rijk gekleurd dier dat wat wegheeft van een grote garnaal. Deze week verklaarde de maker van the Oatmeal, een van de populairste webcomics, de bidsprinkhaankreeft als zijn nieuwe favoriete dier. Daar valt wat voor te zeggen. Het is werkelijk een prachtig, doch gruwelijk dier, met een aantal opmerkelijke eigenschappen. Daarover zo meer. Wat mij vooral trof is dat wetenschappers dit dier bestuderen om lichtere, sterkere materialen te ontwikkelen voor militaire en andere doeleinden gebruikt zouden kunnen worden. Dat doen ze omdat de bidsprinkhaankreeft de hardste klap op aarde heeft.

We beginnen vreedzaam. De bidsprinkhaankreeft leeft in de Stille Oceaan in ondiep water in de buurt van koraalriffen en groeit 15 tot 30 centimeter groot. Zijn pantser is groen en oranje en bedekt met luipaardachtige vlekken. Bijzonder is het gezichtsvermogen; waar mensen 4 typen lichtgevoelige cellen hebben, drie om kleuren te zien, heeft dit dier tot wel zestien verschillende typen lichtgevoelige cellen. Twaalf daarvan om kleuren te zien. Hoe psychedelisch een bidsprinkhaankreeft de wereld ziet, daar kunnen wij ons geen voorstelling van maken. Ook daar wordt spannend wetenschappelijk onderzoek aan gedaan, maar ik wil naar de jachtgewoonten. Het is namelijk een behoorlijk slagvaardig diertje. Zijn klauw is een knuppel, waarmee de bidsprinkhaankreeft een klap kan uitdelen van wel 80 kilometer per uur, een versnelling groter dan van een .22-kaliber kogel. Met die knuppel wordt de beschermende schelp of pantser van zijn prooidieren, zoals oesters, krabben, garnalen en slakken, vernietigd waarna het vrijgekomen zachte weefsel wordt opgegeten. De slagkracht is zo groot dat een glazen aquarium niet bestand is tegen de bidsprinkhaankreeft. Het kleurrijke diertje is daarom niet bij iedere aquariumhouder favoriet, ook omdat het alles wat verder in het aquarium leeft opvreet.

Die bizarre slagkracht is waar wetenschappers in geïnteresseerd zijn. Onderzoekers van de University of California vroegen zich af hoe de bidsprinkhaankreeft tussen vervellingen door tot wel 50.000 keer kan toeslaan zonder zijn klauwen te vernietigen. Hun resultaten publiceerden zij vorig jaar in Science. De onderzoekers ontleedden de klauwen van 15 bidsprinkhaankreeften (die gewoon weer terug kunnen groeien, niks aan de hand) en bestudeerden die met onder meer een elektronenmicroscoop en röntgenstraling. Zij kwamen erachter dat de knuppel een ingewikkelde structuur heeft, bestaand uit gespecialiseerde lagen. De laag aan de oppervlakte van de knuppel bestaat uit hydroxyapatiet,dat ook in menselijke botten en tanden voorkomt, een hard en stijf materiaal. Hiermee komt de prooi in dodelijke aanraking. Iets dieper liggen meer lagen van dit mineraal in een andere vorm en oriëntatie, gevolgd door een laag van chitine (waar het pantser van insecten, krabben, etc. uit bestaat), een minder hard en stijf materiaal. Dat chitine ligt gedraaid, met daartussen weer hydroxyapatiet. Het verschil in hardheid, stijfheid en oriëntatie van de verschillende lagen zorgt ervoor dat kleine scheurtjes, die wel ontstaan in de klauw, zich niet verspreiden. Hierdoor blijft de knallende knuppel langdurig intact.

De onderzoekers willen dolgraag de eigenschappen van de knuppelklauw (hard, stijf, lichtgewicht en zeer duurzaam) nabootsen in nieuwe materialen voor menselijke toepassingen. Biomimicry noemen we dat. En zoals wel vaker wordt het onderzoek voortgestuwd met militaire toepassingen in gedachten, gefinancierd vanuit het leger. De onderzoekers zijn vooral geïnteresseerd in het ontwikkelen van lichtere kogelvrije vesten. Bij succes volgen vast andere toepassingen, bijvoorbeeld lichtere, schokbestendige auto’s of vliegtuigen. Ik droom alvast van een schitterend gekleurde auto, zuinig, veilig en de nachtmerrie van elke oester, garnaal en krab.

Plaatje boven: prilfish op flickr (creative commons).