Van ingenieuze grijpstaart tot slangachtige robot


Foto: Pixabay

Hoewel zijn uiterlijk het niet doet vermoeden, is het zeepaardje toch echt een vis. Zijn voorkomen lijkt wel te zijn samengesteld uit allerhande dieren, behalve uit vissen. De kop van de vis doet denken aan die van zijn naamgever. Ook heeft het zeepaardje, net als een paard, een nek, iets dat bij geen enkele andere vis voorkomt. Zijn ogen kunnen onafhankelijk van elkaar bewegen, zoals bij een kameleon, en hij heeft, net als een slingeraap een grijpstaart. Zijn snuit is lang en smal als die van een miereneter, waarmee hij kleine kreeftjes vangt door die als een stofzuiger op te zuigen. En om de lappendeken af te maken, heeft hij (inderdaad hij, niet zij) een buidel als een kangoeroe. De vrouwtjes deponeren hun eitjes in de buidel, waarna de mannetjes voor de eitjes zorgen totdat ze uitkomen.

Het zeepaardje is een beroerde zwemmer. Het dwergzeepaardje heeft de dubieuze eer een vermelding te hebben bij Guinness World Records als de langzaamste vis, met een topsnelheid van anderhalf meter per uur. Dat is ook geen wonder, want zeepaardjes zwemmen rechtop in plaats van horizontaal – zoals een zichzelf respecterende vis betaamt – en hebben bovendien geen staartvin. In plaats daarvan ‘fladderen’ ze snel met hun rugvin en gebruiken ze de achter hun ogen gelegen borstvinnen om te sturen.

Toch is het zeepaardje goed aangepast aan zijn omgeving. Hij zwemt weinig en verankert zich met zijn grijpstaart aan koralen of waterplanten. Dankzij een goede camouflage, zowel in kleur als structuur, gaan deze vissen volledig op in hun omgeving. Zo liggen ze onzichtbaar voor vijanden op de loer voor prooi.

De grijpstaart blijkt een sterk staaltje vernuft te zijn. Vanaf de nek tot aan het puntje van zijn staart is de vis namelijk voorzien van een beschermend pantser van botplaten en lijkt daarmee wel een geharnast ‘ridderzeepaard’. Deze rigide platen liggen als ringen om het lijf. De vis kan toch zijn staart buigen doordat de botplaten daar op een bijzondere manier zijn gesegmenteerd.

Elk segment bestaat uit vier overlappende L-vormige botplaten rondom een staartwervel, waarmee de platen zijn verbonden. De staart is dan ook vierkant en niet rond zoals bij andere grijpstaarten. De botplaten van hetzelfde segment kunnen over elkaar heen schuiven, maar slechts op één manier. De platen van verschillende segmenten zijn verbonden via beweeglijke pen-en-gatverbindingen, terwijl de staartwervels onderling zijn gekoppeld met kogelgewrichten.

Door deze constructie kan de staart, ondanks het harnas, toch alle kanten op buigen. Ook zorgt het voor een goede bescherming tegen vijanden zoals krabben en vogels die de vis met behulp van hun klauwen en bekken proberen te verpletteren.

Als er druk op de staart wordt uitgeoefend, schuiven de platen van een segment netjes ineen, zoals een deksel over een doos, waarbij de staart vervormt van vierkant tot rechthoekig. Dat absorbeert flink wat energie van de aanval. Nadien nemen de segmenten hun oude vorm weer aan. De staart kan tot de helft worden platgedrukt voordat ernstige schade optreedt.

Uit onderzoek blijkt dat de vierkante constructie hierbij essentieel is. Zou de staart rond zijn, dan ondervond die veel meer schade tijdens aanvallen. Voor een ronde staart moeten de botplaten ook afgerond zijn, maar dergelijke platen glijden niet netjes over elkaar.

De vierkante staart dient als inspiratie voor flexibele en stuurbare katheders en voor een flexibele, maar stevige slangachtige robots. Die kunnen bijvoorbeeld het puin van ingestorte gebouwen doorzoeken na een aardbeving.


Foto: Porter et al

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 20 januari 2017

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