Wat een aardworm me leert over innovatie...

Sinds 1991 worden in de loop van september de Ig Nobel prijzen uitgereikt. Die parodie op de Nobelprijs begint stilaan meer aandacht te krijgen dan de uitreiking van de nobelprijzen zelf. Dat heeft ongetwijfeld te maken met de op het eerste zicht lachwekkende  wetenschappelijke onderzoeken die daarbij aan bod komen. Lachwekkend op het eerste gezicht, maar aan het tweede gezicht heeft menig mediakanaal niet echt behoefte. Vaak blijft het dus bij het ietwat spottend neerzetten van de winnende onderwerpen. De prijzen gaan desalniettemin naar echt, gepubliceerd wetenschappelijk onderzoek dat vaak op iets langere termijn wel degelijk waardevol is.  Ig Nobel verwijst uiteraard naar de echte Nobelprijzen, maar 'ignoble' betekent ook zoveel als niet-nobel of onnozel.  

Dat je bij kop-of-munten werpen 50,8% kans hebt dat het kop is als je met de kopzijde omhoog begint, zou je nog onnozel kunnen noemen, in de zin van 'hoe gaat daar de wereld beter van worden.' Misschien denken diehard gokkers daar anders over. De steekproef om tot die conclusie te komen was trouwens best indrukwekkend, want er werd meer dan
350 000 keer opgegooid. Er moeten mensen zijn die nu nog in hun slaap aan het tossen zijn. Dat zoogdieren door hun anus kunnen ademen was een oprecht Japans onderzoek, opgestart tijdens de corona-epidemie. Beademing was toen bij veel patiënten moeilijk en er was een gebrek aan beademingsapparatuur. Testen met ondermeer varkens toonden aan dat de darm ook in staat is om zuurstof in het bloed te brengen, net zoals bij vissen. Het opgeblazen gevoel in je darmen en de resulterende flatulentie als gevolg van zo'n enterale beluchting neem je er allicht wel voor lief bij als je zuurstofconcentratie begint te flirten met de kritische ondergrens.

Mijn aandacht werd vorig jaar getrokken door een onderzoek waarin een aantal noorderburen betrokken waren: dat naar het bewegingsgedrag van nuchtere en dronken wormen. Nu vind ik dat een worm ook in nuchtere toestand verschijnselen vertoont die je kan associëren met hogere promille gehaltes. Dat zich krampachtig voortrekken over de grond, doet toch wel eens denken aan de gevolgen van een lichtjes uit de hand gelopen cantus. Maar in het onderzoek werd dus een vergelijkende test gedaan tussen bloednuchtere wormen en soortgenoten die wat in de wind waren. Hoe die wormen dronken werden gevoerd, interesseert me sterk, maar kwam ik niet te weten uit de artikels die verschenen. Opzet was om te observeren hoe ze uit een doolhof geraakten. Daarbij stonden de wormen model voor polymeren. Enige gelijkenis tussen beiden is niet zo ver gezocht, want ook polymeren vertonen beweging, meestal onder invloed van temperatuurveranderingen. Dronken wormen bleken er langer over te doen om het doolhof te verlaten. Ze bewegen namelijk trager. Niks menselijk is hen vreemd zou je bijna denken. Het onderzoek laat wat in het midden wat daar nu qua conclusies uit getrokken kan worden voor de polymeren. Het is ook niet duidelijk of de mate van dronkenschap van de wormen een factor is om hun voorspellend gedrag voor polymeren te verbeteren. Opzet van de Ig nobelprijzen is nu eenmaal dat je er moet mee lachen om je dan aan het denken te zetten. 

Veel mensen vinden zo'n regenworm maar een vies beest, vaak omdat ze er een kleine slang in zien en slangen staan niet bepaald hoog aangeschreven qua aaibaarheidsfactor. Nochtans heeft zo'n regenworm aaibare borstels op zijn/haar (ze zijn hermafrodiet) segmenten. Die borstels, gevormd door kleine, eerder harde haartjes, helpen de worm om grip te hebben en zijn ook functioneel bij het bepalen van de richting waarin het wormenlichaam zich voorttrekt. Voorttrekken gebeurt door een afwisseling van spiercontracties. De kringspieren in segmenten trekken samen waardoor het segment gevuld met vloeistof smaller en langer wordt. Daarna trekken de lengtespieren samen waardoor het segment breder en korter wordt. Van voor naar achter geeft dat een accordeonachtige vorm van voortstuwing.

Zo'n segment gebaseerde voortbeweging trok in het verleden al de aandacht van  onderzoekers. Het maakt de wormen immers zeer lenig in het aanboren van kleine ruimtes in de bodem waardoor ze hun pad met zo weinig mogelijk energieverbruik kunnen doorzetten.  Het bracht General Electric een paar jaar terug al tot het bouwen van een Worm robot in opdracht van DARPA, het Amerikaans Agentschap dat zwaar investeert in nieuwe technologie om de nationale veiligheid te verzekeren. In hun 'underminer' programma financieren ze onderzoek naar het snel aanleggen van tactische tunnelnetwerken in vijandelijk gebied. Dat is belangrijk om bv. bevoorrading in dat gebied te verzekeren of om reddingsoperaties op te zetten. Het boren van tunnels moet dan met een minimum aan energie gebeuren. En jawel, een wormboor bestaande uit verschillende segmenten lijkt daartoe best potentieel te hebben.

Wormen brengen gelukkig niet alleen inspiratie in militaire middens. Laat ons niet vergeten dat het in de kern vooral echte ecosysteemingenieurs zijn. Dit filmpje maakt duidelijk hoe productief ze zijn in dat kerntalent. Darwin noemde ze de natuurlijke ploeg van de wereld, schattend dat om de zoveel jaar de oppervlaktelaag van de aarde de maag van aardwormen passeert. Ze verplaatsen en mengen zo continu bodemdeeltjes en organisch materiaal wat zorgt voor een lossere, verrijkte bodemstructuur.  Ze zorgen zo ook voor een betere afvoer van water in de bodem en ze zorgen via hun uitwerpselen voor een bodemverrijking. Of ze ook kunnen ademen via hun anus is me niet duidelijk. Misschien wel een onderzoeksitem waar wel een Ig Nobel prijs inzit...