Kakkerlakken kunnen over plafonds rennen, door scheuren zo dun als een cent duwen en tot twee weken leven nadat ze zijn onthoofd.
gerelateerde inhoud
- Ik ben officieel verliefd op kakkerlakken
- De geur van hun eigen kak lokt kakkerlakken samen
- Kakkerlakken hebben ook persoonlijkheden
- 5 ziekten die u kunt krijgen door gebeten te worden - door een mens
Alsof dit ongedierte niet al voldoende superschurkkrachten heeft, hebben laboratoriumtests een ander fascinerend maar weerzinwekkend feit onthuld: kakkerlakken kunnen bijten met een kracht die 50 keer groter is dan hun lichaamsgewicht.
Wetenschappers uit het VK en Duitsland hebben zich verdiept in deze katsaridafobe nachtmerrie om enkele belangrijke lacunes in ons begrip van de fysiologie van dieren op te vullen. Insecten zijn overal om ons heen en spelen cruciale rollen in ecosystemen, schrijven de onderzoekers in hun paper, deze week in PLOS ONE. Toch weten we relatief weinig over bepaalde biologische basisfuncties, zoals hoe hun kaken werken.
Het team wendde zich tot de Amerikaanse kakkerlak als startpunt voor het uitzoeken van de morfologie van de insectenmond, omdat kakkerlakken vrijwel alles eten en relatief primitieve onderkaken hebben.
Tien Amerikaanse kakkerlakken opgegroeid in een laboratoriumkolonie namen deel aan het onderzoek. Om de bijtkracht van de insecten te meten, plaatsten de onderzoekers de kakkerlakken in wat lijkt op een miniatuur middeleeuws martelwerktuig. Kakkerlakken werden ondersteboven vastgebonden op een metalen podium met hun hoofden onder een guillotine-achtige plaat gestoken. Tandheelkundig cement hield hun kleine gezichtjes verder op hun plaats.
Ondanks de opstelling waren de kakkerlakken niet zo ongemakkelijk dat ze weigerden te bijten op de sensortip van een apparaat om de onderkaaksterkte te meten. Twee van de kakkerlakken zaten zo hard op de sensor dat ze daadwerkelijk hun distale tanden afbraken, waardoor hun gegevens uit de studie werden gediskwalificeerd.
Van de acht overgebleven insecten konden de onderzoekers gegevens verzamelen over 300 verschillende beten. Ze filmden ook elk van de beten om de onderkaak kinematica te bepalen. Het team gebruikte vervolgens de gecombineerde gegevens om de hoeveelheid stress te berekenen die elke beet op de kaakspieren van de kakkerlakken uitoefende.
De voornbeten waren verrassend sterk - in verband met bijtkracht en lichaamsgewicht is een voornbeet gemiddeld ongeveer vijf keer krachtiger dan een menselijke chomp.
Een zijaanzicht van een kakkerlak in positie voor het testen van zijn bijtkracht. (Tom Weihmann) Niet alle beten waren echter even krachtig. Het team ontdekte dat kakkerlakken hun inspanningen grofweg verdeelden in korte, zwakke beten geproduceerd door snel bewegende spiervezels en lange, sterke beten waarbij de spieren moesten 'power-up' voordat ze hun maximale kracht bereikten. De laatste versie is waarschijnlijk gereserveerd voor het werken door taai materiaal zoals hout en leer, schrijft het team.
Het team moet nog uitzoeken hoe de relatief delicate kop van een kakkerlak tijdens zijn levensduur tegen dergelijke herhaalde kracht kan. Het uitwerken van deze en andere vragen kan meer opleveren dan fundamentele biologische feiten. Als bijvoorbeeld wordt bepaald hoe kakkerlakken en andere insecten zowel langzaam verpletterende als snel snijmogelijkheden in één apparaat integreren - de onderkaken - kan dit uiteindelijk leiden tot innovaties in robotica.
"Met toenemende miniaturisatie zullen dergelijke ontwerpen steeds belangrijker worden, " zei Tom Weihmann, een zoöloog aan de Universiteit van Cambridge en hoofdauteur van de studie, in een verklaring. "Recente technische implementaties in deze richting zijn bijvoorbeeld microsondes ingebracht in bloedvaten of microchirurgische instrumenten."
