De dwergcicade schiet zijn plas met hoge snelheid weg. Daar komt niet alleen anatomie bij kijken, maar ook natuurkunde.

Als je heel lang je plas hebt moeten ophouden en je ‘mag’ eindelijk, kan de straal er soms met hoge snelheid uit komen. Maar zo snel plassen als een dwergcicade lukt niemand. Die leegt zijn blaas door voortdurend vloeistofdruppels met een versnelling van maar liefst 150 m/s² weg te schieten. Amerikaanse wetenschappers namen het plasgedrag van het insectje onder de loep en ontdekten welke mechanismen hierachter zitten.

Lees ook:

• Zeer zeldzame dwergcicade ontdekt
• Mannetjeswesp gebruikt zijn piemel als verdedigingswapen

Veel drinken

Dwergcicaden zijn niet veel groter dan een centimeter. De beestjes, ook wel bladspringers genoemd, voeden zich door middel van hun spitse priksnuitjes met het sap uit de xyleemvaten van planten. Dit vatenstelsel vervoert water met voedingsstoffen van de wortels naar de bladeren, maar veel voedingsstoffen zitten er niet in.

Om die reden moeten de cicaden – willen ze voldoende nutriënten binnen krijgen – naar schatting dagelijks tot driehonderd keer aan lichaamsgewicht drinken. En als je veel drinkt, moet je veel plassen. De insecten vormen daarom continu kleine plasdruppels aan hun achterste, die ze vervolgens zo ver mogelijk wegschieten. En dat doen ze met behulp van fysica die nog nooit eerder in de natuur is gezien.

Flipperkast

Dat ontdekten wetenschappers van Georgia Tech. Ze bestudeerden de dwergcicaden met hogesnelheidsvideo’s en microscopie om uit te zoeken hoe ze in staat zijn om plasdruppels zo snel weg te schieten.

Bekend was al dat de kleine insecten ‘uitgerust’ zijn met een anaal aanhangsel – bestaande uit een soort veer met hefboom – dat als een katapult fungeert. Heeft de plasdruppel de juiste omvang bereikt, dan beweegt het aanhangsel naar achteren om vervolgens heel snel terug te klappen. Vergelijk het met de flippers in een flipperkast. Dankzij dat mechanisme schiet de druppel met hoge snelheid weg.

Supervoortstuwing

Alleen ontdekten de onderzoekers dat die snelheid nog eens 40 procent hoger ligt dan de snelheid waarmee het anale aanhangsel terug klapt. Hoe is dat mogelijk? Dat heeft alles te maken met superpropulsion, of supervoortstuwing. Door de lancering slim te timen, kan een projectiel sneller gelanceerd worden dan het lanceersysteem zelf.

Hetzelfde gebeurt wanneer twee mensen op een trampoline springen. Als persoon 1 nét iets eerder landt dan persoon 2, krijgt die laatste een boost en vliegt meters de lucht in. Zo werkt het dus ook met de urinedruppel (het projectiel) en de anale katapult (lanceersysteem). Het is de eerste keer dat supervoortstuwing in een organisme is waargenomen, schrijven de onderzoekers in Nature Communications.

Klinkt als een ingewikkelde manier om te plassen, maar het team berekende dat het voor de dwergcicade juist de meest energie-efficiënte methode is. Zelf het plassende beestje in actie zien? Dat kan:

Bronnen: Nature Communications, Georgia Tech, New Atlas

Beeld: Georgia Tech

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!