Foto: U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration

(Extra materiaal behorende bij de QR code uit de krant na de columntekst)

Baleinwalvissen hebben geen tanden, maar baleinen om hun prooi te vangen. Die vormen een zeef waarmee de dieren in grote hoeveelheden kleine organismen eten. Denk aan plankton, kreeftjes (krill) en visjes zoals haringen. In tegenstelling tot tandwalvissen als orka’s of dolfijnen jagen de baleinwalvissen niet actief op hun voedsel. Ze zwemmen met hun bek open en komen het kleine grut vanzelf tegen.

De uitzondering hierop is de bultrug, beroemd om zijn gezang. Minder bekend is dat deze walvis bijzondere methoden heeft om prooien te vangen. Eén ervan is het ‘bubbelnet’, waarbij meerdere bultruggen samenwerken om een hele school vissen in te sluiten. Onder de school zwemt een walvis die een hard geluid produceert, waardoor de prooidieren naar boven vluchten. De andere bultruggen zwemmen in een kleine cirkel om de school heen, waarbij ze met hun spuitgat ‘bellen blazen’. De bubbels vormen een barrière waar de vissen niet doorheen durven.

Uiteindelijk kunnen de prooidieren geen kant op: van boven zijn ze ingesloten door het wateroppervlak, van onderen door de schreeuwlelijk en ze worden omringd door een muur van bubbels. De walvissen doen zich vervolgens tegoed aan de samengebalde vissen.

Het bubbelnet vereist naast een knap staaltje samenwerken ook een buitengewone wendbaarheid. Hierin verschilt de bultrug van de andere baleinwalvissen die gewoon rechtdoor kunnen zwemmen om hun voedsel te verschalken. Hoewel bultruggen 15 meter lang zijn en 36 ton wegen, maken ze een ‘bubbelnet’ van slechts anderhalve meter doorsnee. Deze walvissen gaan letterlijk kort door de bocht.

De bron van deze bewegelijkheid zijn de uitzonderlijk lange borstvinnen. De flippers functioneren net als vliegtuigvleugels. De draagkracht van een vliegtuig wordt groter naarmate de hoek tussen de vleugels en de aanstromende lucht toeneemt. Wordt de hoek echter te groot dan valt alle draagkracht weg, het zogenaamde ‘overtrekken’. Bovendien neemt de weerstand die het vliegtuig ondervindt toe bij een grotere invalshoek.

De flippers van de bultrug hebben gunstige ‘vlieg’-eigenschappen omdat ze lang en smal zijn, maar het echte geheim zit ‘m in de tuberkels. Dat zijn de bulten aan de voorkant van de vinnen. Uit experimenten met kunstmatige flippers – met en zonder knobbels – blijkt dat ze de waterstroom gunstig beïnvloeden. Met tuberkels kunnen flippers een 40 procent grotere invalshoek aan, zonder overtrekken. En daarmee genereren ze 6 tot 8 procent meer draagkracht. Ook neemt de weerstand minder toe bij een groter wordende invalshoek.

Tijdens een draai rolt de walvis om zijn lengteas met zijn rug naar binnen. Met zijn uitgestrekte flippers ziet de schuin hangende walvis er uit als een vliegtuig dat een bocht maakt. Hoe meer draagkracht de flippers genereren, hoe kleiner en sneller de cirkel genomen kan worden voordat dat de bultrug uit de bocht vliegt.

Inmiddels worden de tuberkels ook toegepast bij door de mens gemaakte vinnen, bladen van helikopters en ventilatoren. En de ‘Humpback Fin’ is een skeg voor surfboarden; surfers kunnen daarmee beter manoeuvreren. Ook wordt de tuberkel-technologie toegepast in bladen van windturbines. Ze verhoogt de efficiëntie doordat windmolens dan al bij lage windsnelheden draaien en energie leveren. Hierdoor zijn ook minder winderige locaties geschikt voor deze turbines. Maar of bewoners de bultrug hiervoor dankbaar zijn?

Ook leuk om te weten naar aanleiding van de column:

De bultrug heeft niet alleen tuberkels op zijn vinnen, maar ook op zijn boven- en onderkaak en rond zijn lippen. Dit patroon doet denken aan gezichtshaar (baard en snor) bij mensen. Wellicht is het toeval, maar tuberkels zijn enorm grote haarzakjes.

Bultruggen voeden zich hoofdzakelijk gedurende de zomer en leven tijdens de winter van vetreserves. Ze hebben verschillende technieken om prooien te vangen, zoals het ‘bubbelnet’. Een andere methode die de bultrug hanteert is met zijn staart of lange vinnen krachtig op het water slaan. Vissen die vlak onder het wateroppervlak zwemmen raken daardoor ‘bewusteloos’ en zijn zo gemakkelijk te vangen.

Een opname van bultruggen die een bubbelnet creëren is hier te zien.

In dit filmpje wordt vanaf ongeveer 3:10 (3 minuut en tien seconden) de bubbelnet vangmethode uitgelegd, waarbij een animatie wordt getoond (vanaf ongeveer 3:55). Hierin is de wijze waarop de walvissen om de school vissen zwemmen overigens niet goed weergegeven. De walvissen hebben de rug niet van de school afgewend zoals in de animatie, maar er juist naar toe gekeerd. Zo voorkomt de draagkracht van de borstvinnen dat de bultruggen uit de bocht vliegen.

De borstvinnen van de bultrug lijken op het NACA 0020 profiel voor vliegtuigen. Meer over NACA profielen is hier en hier te lezen.

Ook de visserij kan in plaats van traditionele netten, bubbelnetten gebruiken. Vanaf een vissersboot wordt een bubbel-systeem bediend. Dat bestaat onder andere uit een soort tuinslangen met gaatjes waar lucht doorheen wordt geperst. Dit systeem maakt net als de bultruggen een bubbelnet en wordt de zo bijeen gedreven school vissen met een soort stofzuiger opgezogen.

Een bubbelnet veroorzaakt veel minder ongewenste bijvangst doordat de vissen terwijl ze nog leven gesorteerd worden op soort en grootte. Het bubbelsysteem voorkomt ook dat netten verloren gaan en in zee terecht komen. In deze ronddrijvende netten kunnen walvissen en schildpadden verstrikt raken die dat vaak met de dood bekopen.

Foto: http://greatecology.com/biomimicry-natures-solutions/

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 20 februari 2015