Wetenschap in Beeld 06

Ruimtehavens geven heelaltoerisme de ruimte

?

Het zichtbare heelal is weg

Stamcellen helen kapot ruggenmerg

LOPEN NA EEN DWARSLAESIE

HET LEVEN ontstond in een poel

Nr. 6/2019 ¡ Prijs: ₏ 5,95

BP WWW.WIBNET.NL

4 miljard jaar geleden kwamen eiwitten, vet en RNA bijeen in een poel. Nieuw onderzoek toont aan dat deze drie bouwstenen van het leven hier de perfecte omstandigheden vonden om samen de kiem van het leven te vormen. Ook voor dat van jou.

//

WELKOM

Louis Pasteur stelde vast dat al het leven van leven komt. Maar hij zat ernaast – in elk geval als we 4 miljard jaar terug in de tijd kijken.

Redacteur Nederland en België

Zoeken naar de oorsprong van het leven BLZ. 32

E

euwenlang was ‘spontane generatie’ de verklaring van de oorsprong van het leven: het ontstaat vanzelf onder de juiste omstandigheden. Jan Baptista van Helmont, een Belgische alchemist die de theorie in de 17e eeuw onderzocht, beschreef bijvoorbeeld hoe muizen ontstaan – je doet wat lompen en graan in een pot, en de gassen die na 21 dagen vrijkomen, zetten de graankorrels om in volgroeide muizen.

Van Helmont heeft veel bijgedragen aan de wetenschap, maar spontane generatie was een dood spoor. Dat bewees Louis Pasteur in 1859 met een experiment met bouillon. Zonder deksel zit een pannetje soep al snel vol micro-organismen, maar in een dichte, steriele houder komt er geen leven aan te pas. Volgens Pasteur kwamen microben uit de lucht op de bouillon af – en muizen noch microben ontstaan vanzelf.

Louis Pasteur stelde vast dat al het leven van leven komt. En hij zat ernaast – in elk geval als we 4 miljard jaar terug in de tijd kijken. Het leven op aarde moet ontstaan zijn uit iets niet-levends, alleen weten we nog steeds niet hoe. Maar mogelijk is er een doorbraak, en daarover lees je alles in het grote thema vanaf bladzij 16. Veel plezier!

BLZ. 46 BLZ. 52 heelal

BLZ. 16

in een poel

4 miljard jaar geleden bijeen in een poel. Nieu kwamen eiwitten, vet en RNA w onderzoek toont aan bouwstenen van het dat deze drie leven hier de perfecte omstandigheden vonden om samen de kiem van het leven te vormen. Ook voor dat van jou.

WW W.W IBN

ET.N L

CLAUS LUNAU/SHUTTER

STOCK, VIRGIN GALACTIC,

ESA/NASA & CARLA VAN

DE PUTTELAAR

Stamcellen helen kapot ruggenmerg

LOPEN NA EEN DWARSLAESIE

INHOUD NR. 6 2019 BEZOEK HET NIEUWE

ARTIKELEN extreme weer op Jupiter

Groot THEMA: Samenwerking schiep het eerste leven Leven is op het land ontstaan

Mijlpalen van het leven verschuiven Meercellig leven kwam 25 keer op

30 32 40

oude geheimen prijs

Ruimtereizen: Nieuwe ruimtehavens

moeten files voorkomen

Fotodoc: Misdaad loont in het

dierenrijk

Heelal: Astronomen kunnen een deel van de zichtbare materie niet vinden

52

Dwarslaesie: Mensen met een

60

Game of Thrones: Is de succesvolle

serie wetenschappelijk verantwoord?

Uit het archief: De strijd om de eerste telefoon was moordend

76

Geneeskundig grensgebied:

82

In 5 minuten: De aarde heeft een

Hoe werkt hypnose – als het werkt?

Nieuws

Internationale onderzoeken en ontdekkingen

32

Ruimtehavens lossen de files op Met al die raketlanceringen schieten de ruimtehavens als paddenstoelen uit de grond – voor reuzenraketten en ruimtetoeristen.

Ga naar de website en meld je aan voor onze digitale nieuwsbrief vol met inspirerende artikelen.

NEMO Kennislink

Wetenschappelijke agenda van deze maand

Column

Vincent van der Noort aan het woord

84

Q&A

90

Sterrenhemel

94

Quiz & Test

98

Bekijk de artikelen uit het tijdschrift, verlevendigd met video’s, animaties en interactieve illustraties.

gloeiend ijzeren hart

RUBRIEKEN

14

Lees alles over het nieuwste uit de onderzoekswereld, tests, quizzen, de sterrenhemel en nog veel meer.

verlamming krijgen nieuwe krachten

70

13

Nu krijg je het beste van twee werelden

Gespot: Regen en wind geven

46

6

wibnet.nl

NASA

16

Gespot: Ruimtesonde komt dicht bij het

De wetenschap beantwoordt lezersvragen De nachtelijke hemel van dit moment Logische doordenkers en parate kennis

Tot ziens

Vooruitblik op de volgende Wetenschap in Beeld

wibnet.nl Ga eens gras duinen op onze web site

Ben je op zo ek plek waar je naar een de jezelf kunt lo nerd in sl waar je al je aten en onderwerpe favoriete n tegenkom t?

Op onze web site kun je je hart ophalen met allerlei onderwerpe wetenschap, n uit de van zwarte gaten tot he t myste hersennetw rieuze erk.

M&G THERIN-WEISE/AGE/IMAGESELECT

4

6

Nieuws

40

Misdaad loont Apen sjoemelen met het vaderschap, mieren kidnappen.

Vindingrijke dieren verzekeren zich met unieke trucjes van hun plaats in de voedselketen.

Goud kan kanker op het spoor komen Kikkervisjes met honger worden kleine kannibalen Nieuwe afslankpil moet ons gezond bruin vet opleveren Stroom in het brein brengt depressieven in een beter humeur SHUTTERSTOCK

Door Niels Halfdan Hansen & Christian Juul

OERTIJD

O N T S TA A N VA N H E T L E V E N

Samenwerking leidde tot

HET EERSTE LEVEN

De oorsprong van het leven was teamwork. Nieuwe experimenten veranderen ons beeld van de poel die onze eerste voorouders voortbracht – een doorbraak waarmee we wellicht leven in het lab kunnen maken.

HOOFDSTUK 1: LEVEN IS OP HET LAND ONTSTAAN HOOFDSTUK 2: MIJLPALEN VAN HET LEVEN VERSCHUIVEN HOOFDSTUK 3: MEERCELLIG LEVEN KWAM 25 KEER OP

GROOT THEMA RNA HIELP EIWITTEN

EIWITTEN HIELPEN RNA

VET HIELP RNA EN EIWITTEN

6 · 2019 | Wetenschap in Beeld |

17

OERTIJD

7 NIEUWTJES OVER HET LEVEN

O N T S TA A N VA N H E T L E V E N

HOOFDSTUK 2

MIJLPALEN VAN HET LEVEN VERSCHUIVEN

Tot 2018 dachten we dat de fotosynthese 2,7 miljard jaar terug ontstond. Uit genetische analyses blijkt dat dit 3,4 miljard jaar terug al gebeurde. De eerste miljard jaar belandde de zuurstof van de fotosynthese echter in mineralen en niet in de lucht.

0,3 0,2 0,1 0 3,8

3,0 2,0 Miljard jaar geleden

Meercellig leven verspreidt zich

0,4

Dieren ontstaan

Bacteriën geven de aarde zuurstof

Zuurstofgehalte stijgt

Het leven ontstaat

3,4 MRD JAAR TERUG

Fotosynthese ontstaat

CIRCA 4 MRD JAAR TERUG

Zuurstof in de atmosfeer (atm)

Fotosynthese, celkernen, poten en ruggengraten – het leven heeft veel bereikt sinds het 4 miljard jaar geleden ontstond. Wanneer en waar de grootste mijlpalen plaatsvonden, leek zeker – maar dat is het niet.

1,0

SHUTTERSTOCK

472 MLN JAAR TERUG

Planten wortelen op het land Vondsten uit Zuid-Amerika tonen aan dat er 472 miljoen jaar terug al plantensoorten op het land voorkwamen. 20 miljoen jaar later gingen de voorlopers van insecten aan land, en onze eigen voorouders volgden zo’n 400 miljoen jaar geleden.

ED RESCHKE/GETTY IMAGES

450 MLN JAAR TERUG

De eerste landplanten leken op de huidige levermosplant.

Gewervelde dieren houden van strand Het koraalrif huisvest allerlei vissen, waardoor onderzoekers dachten dat oeroude riffen het succes van vroege gewervelde dieren konden verklaren. Maar uit nieuw onderzoek blijkt dat het succesverhaal veel dichter bij het strand is begonnen.

NOBUMICHI TAMURA

P O O TA F D RU K

0

DNA vloeit door ‘bruggetjes’ van de ene bacterie naar de andere.

1,9 MRD JAAR TERUG

1,2 MRD JAAR TERUG

Onderzoekers vinden de missing link

Seks versnelt de ontwikkeling

Eukaryoten – cellen met een kern – omvatten ook de mens, maar hun oorsprong is een raadsel. In 2015 zijn er op de zeebodem oerbacteriën gevonden, die 1,9 miljard jaar geleden mogelijk tot de eukaryoten hebben geleid.

Bacteriën delen genen via ‘bruggetjes’ – een vermogen dat bij zeer vroeg leven ontstond en soorten helpt zich snel aan te passen. Maar fossielen duiden erop dat echte seks, waarbij geslachtscellen versmelten, pas 1,2 miljard jaar terug ontstond.

R.B. PEDERSEN/CENTRE FOR GEOBIOLOGY/ UNIVERSITY OF BERGEN, NORWAY

SPL

550 MLN JAAR TERUG

660 MLN JAAR TERUG

Dieren komen overeind

Spons was het eerste dier op aarde

De eerste dieren met poten – voorlopers van ringwormen en insecten – ontstonden in het cambrium, 541 tot 485 miljoen jaar terug. Dachten we, tot er in 2018 afdrukken opdoken van een versteende, 550 miljoen jaar oude zeebodem uit China.

Amerikaanse onderzoekers vonden in 2018 scheikundige sporen van een 660 miljoen jaar oud dier: een spons, die 100 miljoen jaar ouder is dan andere diersporen. Maar uit genetische analyses blijkt dat dieren al 800 miljoen jaar terug ontstonden.

VIRGINIA TECH

ZONGJUN YIN

De vroege gewervelde dieren ontwikkelden zich vlak bij het land.

6 · 2019 | Wetenschap in Beeld |

25

GESPOT

DINOSAURIĂ‹RS

Regen en wind geven oude geheimen prijs In het late krijt was dit landschap een jungle bij een enorme binnenzee. Nu, 70 Ă 80 miljoen jaar later, is de Kaiparowitshoogvlakte in de Amerikaanse staat Utah een goudmijn aan fossielen. Wind en regen hebben de zandsteenafzettingen weggeslepen en er tal van geheimen aan ontfutseld, zoals dit 60 centimeter lange stuk staart van een Hadrosaurus, die 20 meter lang kon worden. De opgravingen op de hoogvlakte zijn pas sinds de jaren 1980 aan de gang, en nog geen 10 procent van het gebied is uitgekamd op fossielen.

NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE

Foto // Cory Richards

HEELAL

R U I M T E H AV E N S

Lange wachttijden voor lancering naar de ruimte:

FILE VOOR DE RUIMTEHAVEN De raketten staan in de file voor de lanceerplatforms. Maar een nieuwe generatie ruimtehavens kan de verkeersopstoppingen oplossen, enorme raketten naar andere planeten sturen en toeristen een goedkoop ticket naar de ruimte bieden.

Door Esben Schouboe

Raketten worden de montagehal van Kennedy Space Center uit gereden, en een van de grootste voertuigen ooit brengt ze naar de lanceerplatforms.

NASA

Aantal lanceringen naar de ruimte bereikt een hoogtepunt In 2018 kwam het jaarlijkse aantal lanceringen voor het eerst in meer dan 30 jaar boven de 100 uit. En met meer ruimtehavens had het nog hoger kunnen liggen.

Aantal lanceringen

112

115 110 105 100 95

90

90 85

80

80

75

75 70

83 75

83

86

78

70

67

65 60 55 50 20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

18

17

16

15

14

13

12

11

9

8

10

0

0

6 ¡ 2019 | Wetenschap in Beeld |

33

Gigantisch voertuig vervoert 5000 ton raketapparatuur Met hooguit 1,6 km/h heeft NASA’s enorme Crawler Transporter de zenuwslopende rit van de montagehal naar het lanceerplatform afgelegd met de grootste raketten aller tijden op zijn rug.

Hydraulische cilinder

STUURTJE LOODST HET VOERTUIG

ELEKTROMOTOREN DRAAIEN OP DIESEL

VERING HOUDT DE RAKET OP KOERS

In de stuurcabine zit een stuurtje met een diameter van 15 centimeter. Daarnaast heeft de bestuurder een knop bij zijn linkerhand voor de snelheid, en rechts zitten meters die de hoogte van het platform aangeven, plus de hoek als hij een helling op of af gaat.

Twee dieselmotoren met wel 5500 pk in totaal leveren energie voor de elektromotoren die de crawler aandrijven. De elektromotoren leveren, anders dan verbrandingsmotoren, altijd dezelfde kracht aan de wielen, of het voertuig nu snel rijdt of niet.

Kort voor de crawler bij het lanceerplatform is, moet hij een helling met 1,5 meter stijging op. 16 steunen, bestaande uit hydraulisch gestuurde cilinders, houden het platform van het voertuig waterpas, al kan de totale lading wel 5000 ton bedragen.

ZONDER LADING WEEGT DE CRAWLER 2721 TON – MET LADING KAN HIJ 8500 TON WEGEN

HET PLATFORM KAN VLAK STAAN MET EEN AFWIJKING VAN MAAR 0,15 GRADEN

TONNEN WEGENDE BANDEN HEBBEN GRIP Onder elke hoek van het platform zitten twee enorme rupsbanden. Iedere rupsband bestaat uit 57 stevige stalen platen, die elk 950 kilo wegen.

Met zijn 456 stalen platen van in totaal 433 ton kan de crawler zijn grip op de weg niet verliezen.

HEELAL

R U I M T E H AV E N S

Water en sterke armen beschermen raket tegen zichzelf Een raket brengt zulke krachten voort dat hij uit elkaar zou klappen als het platform hem niet zou beschermen. Een diepe vlammenkuil en miljoenen liters water geven de raket een goede start.

Brandstoftank Cabine

Vastebrandstofraket

Laadruim

PLATFORM LAAT RAKET LANGZAAM LOS

Nadat de motoren gestart zijn, houden vier ‘armen’ van elk 18 ton de raket nog enkele seconden vast. Elke arm is sterk genoeg om een jumbojet op volle snelheid tegen te houden. De armen laten de raket volledig synchroon gaan, zodat hij niet scheef trekt.

Als de raket opstijgt, zit hij nog even vast aan het platform met metalen pennen, die in buisjes op de motor steken.

De pinnen worden er langzaam uitgetrokken en houden de acceleratie de eerste 150 mm van de reis beperkt om de raket niet te zwaar te belasten.

VUURVASTE KLEI LEIDT VLAMMEN WEG

WATER DEMPT AKOESTISCHE SCHOK

Een 12 meter diepe kuil leidt de vlammen weg van de motoren, zodat de hitte de constructie niet schaadt. Een stalen vlammenschild splitst de vlammen in tweeën, waarna ze de kuil in gaan. Dat bestaat uit beton en vuurvaste klei, hittebestendig tot 1775 °C.

Zodra de motoren starten, gaat er een 90 meter hoge watertank open en stroomt er 1,14 miljoen liter water door 16 spuiten verdeeld rondom het lanceerplatform. Het water moet vooral het geluid van de raket dempen, want de schokgolf kan dodelijk zijn.

| Wetenschap in Beeld | 6 · 2019

TONY GRAY AND TOM FARRAR/NASA

38

KRACHTIGE ARMEN HOUDEN RAKET VAST

FOTODOC

DIEREN

De soort lampsilis, een zoetwaterweekdier, vormt weefsel langs zijn schelp om kleine karpertjes te imiteren.

Het weefsel heeft de strepen en ogen van een karper. Met dit lokaas voor ogen moet een roofvis een gat bijten in een zakje met de larven van het weekdier. Die larven stromen in de vissenbek en diepen uit de kieuwen voedsel op.

Fotodoc

ERLEVEN SOORTEN OV TIEVE EA DANKZIJ CR N METHODE

JEN GUYTON/NATUREPL

MISLEIDING Zangvogel steelt na vals alarm.

Zangvogels in de Kalahariwoestijn weten voedsel te stelen van de stokstaartjes in de buurt. Middels een vals alarm maken de vogels de stokstaartjes wijs dat er roofdieren aankomen.

Zodra de stokstaartjes in hun hol zitten, slaan de vogels toe om de voorraad te plunderen.

42

| Wetenschap in Beeld | 6 ¡ 2019

Karperachtig weefsel

JOEL SARTORE/NATIONAL GEOGRAPHIC

IDENTITEITSDIEFSTAL Weekdier lokt roofvissen met karperimitatie.

6 · 2019 | Wetenschap in Beeld |

43

DE MENS

D WA R S L A E S I E

LOPEN NA EEN DWARSLAESIE 2,5 miljoen mensen kunnen na een dwarslaesie hun armen of benen niet meer bewegen. Het ruggenmerg kan zichzelf niet herstellen, en onderzoekers zoeken al tientallen jaren naar iets wat helpt. Met onder meer stamceltherapie kunnen verlamde mensen echter weer opstaan en lopen.

CELTRANSPLANTATIE laat de zenuwen met elkaar vergroeien.

KOELING remt de afbraak van het lichaam.

ELEKTRISCHE IMPLANTATEN sturen de spieren signalen.

52

| Wetenschap in Beeld | 6 · 2019

Door Nynne Louise Sørgaard

Dankzij cellen van de reukkolf, die neus en hersenen verbindt, kan de Pool Darek Fidyka weer lopen.

CARLA VAN DE PUTTELAAR

GIDS

GAME OF THRONES

P A H C S N E T E DE W N I T N I W R E E WEET WI

Na acht jaar staan de doden en de levenden in de serie Game of Thrones tegenover elkaar voor de laatste slag.

Hun wapens: tijdreizen, vuurspuwende dieren en tot leven gewekte lijken. Dat klinkt als pure fantasie, maar de wetenschap kan veel daarvan (bijna) waarmaken.

HELEN SLOAN/HBONORDIC.COM

DE LEVENDEN

REN: Het gas VUURSPUWENDE DIE na drakenvuur. bij is er kev e dez van engelde deeltjes TIJDREIZEN: Verstr gelijk. mo zen rei maken tijd torische wolven his Pre : MEGAWOLVEN bizons aan. den wogen 110 kilo en kon

Door Jeppe Wojcik

HE T SL AG VE LD

SEIZOENEN: Dubbel sterrens telsel maakt seizoenen onvoorspelba ar.

GEOLOGISCHE RAMP: Aardbevi ngen en vulkaanuitbarstingen drei gen.

WEER: Klimaatmodellen legg en het weer op de fictieve planeet bloo t.

DE DODEN

GEESTEN: Onderzoe kers kunnen alle dode organen weer tot leven wekken.

WEERBEHEERSING: Geïnjecteerde wolken leveren regen op commando.

SUPERHEET VUUR : Blauw vuur is twee keer zo heet als rood vuur.

GIDS

GAME OF THRONES

INTEELT EN SLECHTE AARD MAKEN ZWAK

Veldslagen moeten bepalen wie er op de IJzeren Troon belandt, maar zuivere wiskunde, biologie en psychologie geven aan dat sommige personages in het voordeel zijn.

TROONROVERS Syndroom E ontstaat mogelijk door een fout in de frontale kwab.

Geen familie Als twee nietverwante mensen een kind krijgen, domineert het goede gen.

Dominant, gezond gen

Familie Krijgen twee familieleden een kind, dan kan dit kind twee zieke genen krijgen.

Frontale kwab

Recessief, ziek gen

Inteelt schaadt erfgenamen In de serie speelt iets wat al uit het oude Egypte bekend is: naaste familieleden binnen een koningshuis krijgen kinderen met elkaar. Iedereen heeft genen met schadelijke mutaties, die kunnen leiden tot een handicap of ziekte. Deze genen zijn echter vaak recessief en komen niet tot uiting als iemands tweede exemplaar van het gen wel gezond is.

Familieleden dragen vaak dezelfde mutaties, en als bijvoorbeeld een broer en zus kinderen krijgen, lopen deze een groter risico om twee exemplaren te krijgen van het schadelijke gen, dat dan tot uiting komt.

De zittende vorst is zwanger van haar broer, met wie ze 50% van haar DNA deelt.

HELEN SLOAN/HBONORDIC.COM

Slechtheid negeert instincten Game of Thrones wemelt van de mensen die zich met geweld de troon willen toe-eigenen. Hoewel zulk gedrag vaak wordt gezien als iets barbaars wat uit het reptielenbrein stamt, duidt nieuw neurologisch onderzoek erop dat wreedheid en ongevoeligheid wortels hebben in de hogere hersengebieden, zoals de frontale kwabben.

Een boosaardig karakter wordt in de psychologie gekenmerkt door onder meer herhaaldelijk geweld, weinig emotie en krankzinnige overtuigingen. Het gedrag wordt syndroom E genoemd, van evil, slechtheid. Het verschilt van psychopathie en sadisme in de zin dat de persoon weet wat goed en fout is, maar zijn natuurlijke instincten vermijdt om een hoger doel te dienen – zoals de wereldheerschappij verwerven. Rationele gedachten en beslissingen worden gevormd in het voorste deel van de frontale kwabben, de prefrontale cortex. Bij mensen met syndroom E negeert dit hersencentrum signalen uit de primitievere hersencentra die het wrede gedrag willen voorkomen.

SHUTTERSTOCK

KEN IKEDA MADSEN

ERFGENAMEN

Een verbinding ontstaat als twee mensen op dezelfde plek zijn, met elkaar praten of roddelen.

De kleuren laten groeperingen zien die het netwerk vormt op basis van de sterkte van de verbindingen.

Wiskunde wijst naar de ware machthebber

Met 968 interacties met 43 personages is Jon Snow in seizoen 7 het personage met de meeste invloed.

In de politiek zijn connecties belangrijk.

Een analyse van het complexe netwerk kan laten zien wie er aan de macht komt.

In het spel om de troon win je of sterf je. Dat is de vaste regel in de serie. De statistieken laten geen twijfel bestaan over de sterfgevallen, maar wiskundigen kunnen met complexe netwerkdiagrammen laten zien welke personages de grootste kans hebben om op de troon te komen.

Netwerkonderzoekers van het Macalaster College in Minnesota bestuderen de doorstroom van informatie in zogeheten complexe netwerken, diagrammen van verbindingen en knooppunten. Deze netwerken worden onder andere gebruikt om te onderzoeken hoe websites zijn verbonden via links en verkeer. Het complexe netwerk wijst de invloedrijkste actor aan (op basis van het aantal verbindingen), de sterkte van de verbindingen (op basis van het aantal interacties) en de nabijheid van grote knooppunten.

Het onderzoeksteam paste de theorie toe op Game of Thrones en maakte een kaart van de personen. Ze behandelden de personages als knooppunten en hun interacties als verbindingen. Op basis van een dataset van de dialoog en handeling van de serie brachten computers de interacties in kaart. Als er een wiskundig beeld van de alliantieverhoudingen is, kunnen deze sociologisch worden geanalyseerd.

Daenerys vormt de kern van de sterkste groep, maar heeft slechts twee goede connecties daarbuiten.

HBO

ANDREW BEVERIDGE, DEPARTMENT OF MATHEMATICS, STATISTICS, AND COMPUTER SCIENCE, MACALESTER COLLEGE

POLITICI