De pyrofiel heeft vuur nodig om zich voort te planten


Foto: AG Prof. Schmitz

Als er een bosbrand woedt zullen dieren, normaal gesproken, kruipend, rennend of vliegend zich zo snel en ver mogelijk van de brandhaard verwijderen om het vege lijf te redden. Planten hebben, normaal gesproken, vette pech want die zijn bijzonder weinig mobiel. Maar op iedere regel bestaat een uitzondering. Er is een aantal organismen dat dol is op vuur en dat zelfs opzoekt. Sterker nog, deze organismen hebben het nodig voor hun voortbestaan. Het zijn pyrofielen: liefhebbers van vuur.

De mammoetboom, of reuzensequoia, is zo’n schijnbare masochist. De zaden van deze boom kunnen alleen succesvol opbloeien als ze vol in de zon staan. Andere planten houden daar natuurlijk geen rekening mee en zorgen voor volop schaduw. Gelukkig voor de sequoia zijn er in hun Californische leefomgeving regelmatig branden. Die zorgen ervoor dat alle vegetatie wordt weggevaagd, behalve de mammoetbomen. Die zijn dan ook helemaal aangepast om branden te overleven.

Een dikke isolerende bast van meer dan een halve meter voorkomt dat de binnenste kwetsbare delen oververhitten. Ook hebben ze een hoge kruin zodat branden laag bij de grond de bladeren niet bereiken. Het zijn een van de grootste (95 meter) en dikste (diameter van meer dan 17 meter) bomen die bovendien erg oud kunnen worden (3.500 jaar).

Sequoia’s hebben kegelvruchten, vergelijkbaar met denneappels. De schubben van de kegels gaan alleen open bij zeer hoge temperaturen die eigenlijk alleen worden gehaald bij bosbranden. De zaden vallen dan in platgebrande, kale en voedselrijke grond en kunnen zich ontwikkelen zonder enige schaduw of competitie van andere soorten planten.

Deze pyrofiel wordt onderzocht op zijn brandwerende eigenschappen. Hiermee hoopt men de huidige warmte-isolerende en vlamvertragende materialen te verbeteren. Die worden bijvoorbeeld gebruikt in brandwerende deuren, leidingen, kleding en voertuigen.

Ook de zwarte juweelkever, of ‘vuurkever’, heeft een bosbrand nodig om zich te kunnen voortplanten. De larven voeden zich met hout, maar zijn zeer gevoelig voor de afweermechanismen van een levende boom. Daarom zoeken de kevers de omgeving af naar bosbranden die de bomen het loodje laten leggen. Als de brand is uitgewoed, paren ze daar en legt het vrouwtje haar eieren onder de schors van door het vuur gedode bomen.

Om de brand te detecteren heeft het insect rookmelders in zijn antennes en infraroodreceptoren aan de buikzijde. Daarmee moet de vuurkever in staat zijn om branden van grote afstand te ontwaren, zoals een voorval uit 1925 aantoont. Een olietank brandde 3 dagen lang en trok ontelbare vuurkevers aan. Deze dieren leven in bossen, maar het dichtstbijzijnde bos was 130 kilometer verder.

Deze extreme gevoeligheid wordt vooral toegeschreven aan de infrarooddetectoren. Daarmee staan ze in een warme belangstelling, omdat infraroodsensoren van menselijke makelij extreem gekoeld moeten worden, willen ze hetzelfde presteren. Het basisprincipe van de kever-detector is kleine afgesloten ‘kamertjes’ van 15 micrometer. Die zijn gevuld met een vloeistof waarin het uiteinde van een zenuw steekt. De vloeistof absorbeert infrarode (warmte) straling, waardoor de vloeistof opwarmt en uitzet. De kamer is stijf en kan niet uitzetten en zorgt daardoor voor het ‘indrukken’ van de zenuw, die vervolgens een signaal afgeeft aan de hersenen.

De hoop is dat de receptoren van de juweelkever leiden tot gevoelige infraroodapparatuur zoals camera’s en kijkers. Ook wordt gedacht aan goedkope, ongekoelde en nauwkeurige vuurmelders en hittedetectoren om ons te waarschuwen voor brand of oververhitting in voertuigen en apparaten. En voor bosbranden natuurlijk.


Foto: Laura Camp

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 1 april 2016

Ylva Poelman alias De Bionische Vrouw
E: info@bionicacentrum.nl
T: 06 - 22 79 71 84