Onderzoekers hebben de drijvende kracht ontdekt achter de zweefkunsten van paardenbloemzaadjes: een soort piepkleine wervelwindjes.
Vast in de grond hebben planten allerlei manieren ontwikkeld om hun zaden zo ver mogelijk te verspreiden. Sommigen maken handig gebruik van dieren, door hun zaden in een smakelijke vrucht te verpakken, of door mee te liften in de haren van een voorbij struinend beest. Een andere manier is de wind te gebruiken – zoals de zwevende zaadjes van de paardenbloem.
Zonder eigen aandrijving moeten de zaadjes voor een geslaagde reis optimaal gebruik maken van de wind. Hoe die van de simpele paardenbloem het precies voor elkaar krijgen zo lang te blijven zweven, hebben onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh nu uitgedokterd. Dat blijkt bijzonderder dat het misschien klinkt; het is een geheel nieuwe vorm van aerodynamica, schreef het team onlangs in vakblad Nature.
Lees ook: Wandelende tak gebruikt vogels om grote afstanden af te leggen
Vruchtpluis
Met een steeltje bevestigd aan het zaadje van de paardenbloem, zit een setje ‘haartjes’ – de zogeheten pappus. Hiermee drijft zo’n zaadje mee op de wind. Dat vermoedden we al, want in tegenstelling tot bijvoorbeeld de zaden van de esdoorn (zie afbeelding) waarop dezelfde aerodynamica werkt als op de vleugels van een vliegtuig, verklaart dat niet waarom dat typische ‘toefje’ van paardebloemzaden zo goed werkt. En goed zweven doen ze zeker; sommige zaadjes reizen wel 150 kilometer met de wind mee.
Bij zaadjes van bijvoorbeeld de esdoorn, beweegt de lucht net als bij een vliegtuigvleugel.
Om dus na te gaan hoe ook zaadjes met zo’n pappus zo lang in de lucht kunnen blijven hangen, bouwde het team een windtunnel waarin lucht van beneden naar boven geblazen werd. Daarin plaatsten ze de zaadjes – sommige los en andere nog vast aan de paardenbloem – en bestudeerden ze aandachtig hoe lucht door te tunnel ‘stroomde’.
Hoe vaak heb jij als kind geprobeerd alle zaadjes in één keer van de paardenbloem te blazen?
Wervelring
Wat bleek: er vormde zich een zogeheten ‘losse wervelring’ – in het Engels een separated vortex ring – eigenlijk een soort draaiende luchtbubbel, op een vaste afstand boven de pappus. Die wervelring is wat de pappus zo’n goed parachuutje maakt; het trekt het zaadje als het ware een beetje naar boven. Extra pluspunt is dat, omdat de vortex het zaadje rechtop houdt, ook de kans op het uitgroeien tot een volwassen paardenbloem bij landing groter is.
Volgens de onderzoekers is de afstand tussen de haartjes precies zo dat ze samen de luchtstroom door de pappus blokkeren én die wervelring vormen. Het is te vergelijken met een solide disk met een wat kleinere diameter – zo’n 38 procent kleiner om precies te zijn. Maar zo’n disk is natuurlijk weer veel zwaarder dan zo’n bosje, holle haartjes.
Op de linker en middelste foto zijn de wervelringen boven de zaadjes te zien. Op de rechter staat een disk afgebeeld die voor eenzelfde luchtstroom zorgt. Bron: Cummings et al, 2018
Pappusvliegtuig
De onderzoekers achten de kans groot dat ook andere planten en zelfs dieren met dergelijk gevormde haartjes misschien hun zweefvermogen aan de vorming van zo’n wervelring te danken hebben. Én mogelijk niet alleen in de lucht, ook onder water zou zo’n vortex de achterliggende drijfkracht kunnen zijn.
Voor de mensen die nu enthousiast worden over een ‘pappusvliegtuig’ – rustig aan. Volgens de onderzoekers is het vrijwel onmogelijk dit soort kleine haartjes te vergroten zonder dat de werking verloren gaat.
Bronnen: IFLScience, Nature
Beeld: Pixabay CC, Cummings et al, 2018
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!
