De westerncactus gaat de droogte bestrijden


Foto: Wormwould, Jie Ju et al

Het is een klassieke verschijning in menig western: de cactus. Cactussen zijn er in vele vormen en maten, maar het zijn allemaal specialisten in het overleven in (zeer) droge gebieden. Om in deze dorre omstandigheden te groeien en bloeien, hebben ze diverse vernuftige aanpassingen. Belangrijk hierbij is om op de schaarse momenten dat er vocht aanwezig is zoveel mogelijk water te verzamelen, en er vervolgens voor te zorgen zo weinig mogelijk water kwijt te raken.

Planten met veel of grote bladeren hebben als voordeel dat ze veel zonlicht op kunnen vangen. Met deze energie produceren ze via fotosynthese hun eigen voedsel. Het nadeel is dat het bladerdek ook veel water verdampt. Daarom hebben nagenoeg alle cactussen afscheid genomen van hun bladeren en is de groene stam verantwoordelijk voor de voedselproductie. De stam is bedekt met was, ook weer om waterverlies tegen te gaan. De voormalige bladeren hebben toch nog nut, want in sterk aangepaste vorm doen ze nu dienst als stekels die voorkomen dat liefhebbers de plant verorberen.

De meeste cactussen hebben een heel uitgebreid, maar ondiep wortelstelsel. Hiermee kunnen ze zo veel mogelijk water opnemen tijdens de sporadische regenbuien. Ook kunnen de planten in vochtige omstandigheden snel nieuwe wortels aanmaken. Bovendien bevattende de wortels veel zout, waardoor ze nog beter water op kunnen nemen.

Saguaro
De cactus bekend uit westernfilms, de saguaro, heeft nog een andere slimmigheid. Deze cactus kan meer dan 20 meter groot worden en heeft een geribbelde stam. Door deze ribbels kan de stam uitzetten en inkrimpen, net als een accordeon. Daardoor kan de saguaro grote hoeveelheden water opslaan in zijn stam zonder te barsten. Als de stam maximaal gevuld is met water, zijn de ribbels helemaal glad gestreken. Gedurende een regenbui kan deze twintig meter hoge plant maar liefst 760 liter opnemen, genoeg om vijf badkuipen te vullen.

In droge perioden verbruikt de saguaro het water, waardoor de stam langzaam weer zijn ribbelige vorm aanneemt. De ribbels werpen dan een schaduw, waardoor de cactus deels wordt beschermt van de brandende zon. De schaduwkanten van de ribbels zijn relatief koel, terwijl de door de zon beschenen zijden relatief warm zijn. Hierdoor ontstaat in de holte tussen de ribbels een luchtcirculatie, die voor een beetje afkoeling zorgt.

Bijzondere truc
Schijfcactussen zien er uit als struiken met platte, op elkaar gestapelde schijfvormige ‘takken’. Sommige soorten hebben wel een heel bijzondere truc om aan water te komen. Zij oogsten water uit mist en dauw met behulp van clusters stekels. Druppels condenseren op de punt van de stekel en ‘kruipen’ vervolgens langs de stekel richting de stam, waar het water wordt geabsorbeerd. Dit werkt zelfs als een stekel met de punt naar beneden hangt, en de waterdruppel dus tegen de zwaartekracht in naar boven moet kruipen!

De cactus maakt hierbij slim gebruik van een aantal natuurkundige verschijnselen. Hierbij spelen de kegelvorm van de stekel, de groeven in het oppervlak en het type materiaal van de stekel allemaal een rol. Die combinatie zorgt ervoor dat een waterdruppel een grotere druk voelt aan de kant van de punt, dan aan de andere kant. Daardoor beweegt de druppel zich van de punt af en naar de cactus toe.

De natuurkundig aangelegde cactus inspireerde onderzoekers om een structuur te bouwen van kunstmatige kegelvormige stekels, gemaakt van zinkoxide. De bedoeling is dat dergelijke structuren uiteindelijk in droge gebieden, net als de cactus, water uit mist gaan oogsten. Ook al hangen ze ondersteboven.

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 11 april 2017

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