Nieuwe soort ontdekt in het Vondelpark: een sluipwesp (28 januari 2020)

Wetenschappers en vrijwilligers zoeken naar insecten in het Amsterdamse Vondelpark, afgelopen zomer.

Wetenschappers en vrijwilligers zoeken naar insecten in het Amsterdamse Vondelpark, afgelopen zomer. Foto Iva Njunjić / Taxon Expeditions

Zelfs in het drukste park van de hoofdstad van een van de best onderzochte landen ter wereld leven insecten die nieuw zijn voor de wetenschap. Dat bewees een groep van citizen scientists, of lekenwetenschappers, afgelopen zomer in het Amsterdamse Vondelpark. Tijdens een vijfdaags onderzoek onder leiding van professionals ontdekten zij een sluipwesp- en een keversoort die nog geen wetenschappelijke naam hadden. De kever blijft nog even geheim, maar de sluipwesp heeft sinds deze week officieel een naam: Aphaereta vondelparkensis. De soort staat beschreven in het Biodiversity Data Journal.

„Een nieuwe soort in Nederland vinden gebeurt niet zo vaak”, zegt Menno Schilthuizen, een van de initiatiefnemers van expedities zoals deze in het Vondelpark. „Niet omdat er in Nederland niets meer te ontdekken valt, want dat is beslist niet zo. Maar wel omdat er vooral nog veel te ontdekken is op terreinen waarin we niet zoveel experts hebben. Zoals sluipwespen.” Schilthuizen is hoogleraar kenmerkevolutie en biodiversiteit aan de Universiteit Leiden en onderzoeker bij Naturalis Biodiversity Center.

De nieuw beschreven sluipwesp: Aphaereta vondelparkensis. Foto Kees van Achterberg/Taxon Expeditions

 

Potje met vlees

De nieuwe sluipwesp is nog geen 2 millimeter groot. De onderzoekers troffen hem aan in een open potje met rottend vlees, dat ze hadden ingegraven om aaskevers te vangen. „Mijn collega Kees van Achterberg, die sluipwespexpert is, zag meteen dat het om iets bijzonders ging”, vertelt Schilthuizen. “Deze nieuwe soort lijkt erg op een bekende sluipwesp, maar heeft net iets andere kleuren, andere lichaamsverhoudingen en een andere adering in de vleugels.” Waarschijnlijk legt deze sluipwesp zijn eitjes in de larven van bromvliegen. Zijn eigen larven eten dan de vliegenlarven van binnenuit op – het handelsmerk van sluipwespen.

In Nederland zijn zo’n 3.500 soorten sluipwespen bekend. „Maar experts denken dat er nog wel honderden, zo niet duizenden soorten in Nederland rondvliegen”, zegt Schilthuizen. „Niet allemaal soorten die nieuw zijn voor de wetenschap, hoor. Maar wel nieuw voor Nederland. Daar vonden we er ook acht van, in het Vondelpark. Ook ontzettend leuk.”

Samen met Iva Njunjić heeft Schilthuizen de organisatie Taxon Expeditions opgericht, die leken meeneemt op expedities in de wildernis om nieuwe soorten te ontdekken. Eerdere reizen gingen onder meer naar Borneo en Montenegro. Het doel van deze expedities is het blootleggen van de onbekende biodiversiteit op aarde – naar schatting is zeker 80 procent nog onontdekt – maar ook enthousiasmering, educatie en natuurbescherming. De projecten sponsoren studenten en lokale onderzoekers in de betreffende landen.

Achtertuin ontdekken

Waarom dan nu het Vondelpark? „Mensen denken vaak dat alles in hun omgeving al bekend is”, zegt Schilthuizen. „Wij willen laten zien dat zelfs de stad nog biologische geheimen kent. In elk achtertuintje kun je nieuwe dingen ontdekken.” Taxon Expeditions wil dit in de toekomst ook met scholen gaan doen. „Juist voor kinderen is het heel belangrijk dat ze zich eens een echte natuurvorser kunnen voelen.”

Zouden kinderen wel enthousiast worden van een sluipwesp van 2 millimeter groot? „Het is vreemd dat grootte in de 21ste eeuw nog een rol speelt”, antwoordt Schilthuizen. „Onder de microscoop is zo’n sluipwesp net zo mooi als een lepelaar of een vos. Ik vind dat we daar maar eens vanaf moeten, dat grootte bepaalt hoe interessant iets is.”

Heel bescheiden groeit het hoogveen weer (17 januari 2020)

Bijna al het hoogveen is verdwenen uit Nederland. Op het Wierdense Veld in Twente groeit het weer. „Natuur is geen overbodige luxe.”

 

Een lage decemberzon schijnt over het Wierdense Veld. André Jansen staat midden in het drassige terrein. Het veenwater komt bijna tot de rand van zijn laarzen. De ecohydroloog bukt en neemt een ragfijn plantje tussen zijn vingers. „Snavelbies”, zegt hij. „En daar: eenarig wollegras. En veenpluis. En dit, het allerbelangrijkste: levend veenmos. Daaraan kun je zien dat het hier de goede kant opgaat.” Het sponzige, gifgroene veenmos groeit overal rond onze laarzen. Her en der liggen diepere plasjes met zwartbruin water. Tussendoor steken kniehoge veenbulten omhoog, waarop dop- en struikhei groeit. „Dit is een heel bijzondere wereld”, zegt Jansen, met een blik richting de weidse horizon. „Totaal afwijkend van de rest van Nederland.”

Veenbulten in het Wierdense Veld, dat zich de laatste decennia herstelt dankzij vernattingsmaatregelen. Foto Gert-Jan van Duinen

Het Wierdense Veld ligt tussen Nijverdal en Almelo, gevlijd tegen een zandige stuwwal uit de voorlaatste ijstijd. Twintig jaar geleden was het op sterven na dood. Verdroogd als gevolg van drinkwaterwinning en ontwatering van de omliggende landbouwgronden; vermest door het neerslaan van stikstof bij elke regenbui. Nu is het veen zich bescheiden aan het herstellen. De stikstof daalt nog altijd neer, maar de verdroging is afgenomen. Een paar ontwateringssloten zijn gedempt, de waterwinning is gedeeltelijk verplaatst, en diepe schotten in het veen houden wegstromend water tegen. Het effect is goed te zien, vindt Jansen.

Daarmee is het Wierdense Veld een van de voorzichtige succesverhalen in het boek Hoogvenen, dat vorige maand verscheen. Het boek is samengesteld door Jansen, die werkt bij Stichting Bargerveen, en Ab Grootjans, emeritus-hoogleraar landschapsecologie aan de Rijksuniversiteit Groningen. Zij en hun 56 mede-auteurs behandelen samen alle achttien Nederlandse hoogveengebieden, van het Drentse Fochteloërveen tot het Mosterdveen op de Veluwe en van het Aamsveen op de Duitse grens tot de Brunssumse venen in Zuid-Limburg.

Hoogvenen zijn levende landschappen, zo vertelt Jansen, die steeds veranderen en zichzelf reguleren. Ze voeden van oudsher de verbeelding en spelen een grote rol in onze volkscultuur. Legenden van ‘witte wieven’ die reizigers het moeras in lokten; diepe putten waarin je spoorloos kon verdwijnen; het ‘meisje van Yde’, dat leefde rond het jaar nul en een eeuw geleden boven water kwam. „En onze rijkdom als land danken we voor een groot deel aan onze hoogvenen”, zegt Jansen. „Turf winnen betekende goud verdienen.”

De grootschalige turfwinning begon rond het jaar 1100. Zo’n duizend jaar daarvoor bestond half Nederland uit veen. Een miljoen hectare daarvan was hoogveen: veen dat zo ver de hoogte in is gegroeid dat het alleen nog wordt gevoed door regenwater. Een steeds compactere veenbodem voorkomt dat te veel regenwater wegzakt. Daardoor is het hoogveen van nature heel nat en arm aan voedingsstoffen. „Je treft er niet veel soorten planten en dieren aan, maar wel heel karakteristieke”, vertelt Jansen, terwijl we ons behoedzaam soppend van veenbult naar veenbult verplaatsen. „Allerlei veenmossoorten, levermossen, kleine veenbes, lavendelheide. Bijzondere vlinders en libellen. Goudplevieren en bosruiters. Die laatste zijn in Nederland allebei uitgestorven.”

De vorm van een bolle lens

Aan de randen van het hoogveen, dat in doorsnede de vorm heeft van een bolle lens, is de compacte veenlaag afwezig. Daar kan het zure veenwater zich wel mengen met het mineraalrijke grondwater. In die overgangszone, die Jansen omschrijft met de Zweedse term ‘lagg’, tref je een veel grotere soortenrijkdom aan, ook weer met kenmerkende soorten. „Zoals beenbreek en gagel”, zegt hij. „En bokjessteenbreek. Die is bij ons uitgestorven. En speerwaterjuffers, bijna weg. In Zweden heb je nog uitgestrekte stukken lagg. Prachtig zijn die. Zo afwisselend en kleurrijk.”

Rond 1900 stopte de grootschalige turfwinning. (Jansen: „Godzijdank kwam de steenkool.”) De winning van turfmolm ging nog een tijdlang door, voor de tuinbouw. Al met al resteert van onze miljoen hectare hoogveen nu zo’n 1 procent – in grootte vergelijkbaar met de stad Utrecht. Daarvan heeft slechts 10 hectare het karakter van ‘actief hoogveen’: hoogveen dat zo gezond is dat het de hoogte in kan groeien. „Actief hoogveen was bijna helemaal verdwenen”, vertelt Jansen. „Er waren nog een paar piepkleine snippers in het Bargerveen bij Emmen en het Witterveld bij Assen. Nu vind je het ook weer een heel klein beetje in andere hoogveenrestanten. Zoals hier, in het Wierdense Veld.”

Dat is te danken aan herstelmaatregelen die in de vorige eeuw op gang kwamen. Zo werd het Wierdense Veld in 1975 een natuurgebied. Het was grotendeels dichtgegroeid met bos; dat werd gekapt. In de jaren 90 kwam de waterhuishouding in beeld. „De aanleiding was niet natuurbescherming”, benadrukt Jansen, „maar de slechte kwaliteit van het grondwater. Er zaten te veel meststoffen in. Plus kalk en aluminium, die waren uitgespoeld door de inwerking van verzuurd regenwater. Dat was een probleem voor de drinkwatervoorziening.” Het drinkwaterbedrijf en het Landschap Overijssel wilden de waterhuishouding van het hele gebied verbeteren. Herstel van het hoogveen hoorde daarbij.

„Wat heeft een halve eeuw hoogveenherstel ons nu gebracht?” vraagt Jansen zich hardop af, terwijl de zon boven het veld door een donkere wolkenpartij heen breekt. „In veel hoogvenen is de degradatie stopgezet en heeft vernatting plaatsgevonden. In laagtes neemt het veenmos weer toe. Op een paar plekjes ontstaat weer actief hoogveen, dat vanuit de laagtes over zijn omgeving heen kan groeien. Heel bescheiden, maar het is een begin.”

Toch kan het volgens Jansen nog veel beter. Daarom raakt de stikstofdiscussie hem zo diep. Hij wijst met een brede armzwaai naar de zee van pijpenstrootjes, de grassoort met de goudgele halmen die niet thuishoort in arme biotopen maar die hier wel welig tiert. „Het is hier nog steeds veel te voedselrijk”, zegt Jansen. „Wist je dat het Wierdense Veld op de lijst staat van natuurgebieden die ze nu misschien willen schrappen? In Europa bungelen wij ergens helemaal onderaan als het gaat om het percentage beschermde natuur. Om dan te zeggen: het kan nog wel wat minder… Hoeveel ruimhartigheid hebben wij dan voor zaken die in de verdrukking zitten?”

Door stikstofneerslag in het Overijsselse hoogveengebied groeit er veel pijpenstrootje (een grassoort). Foto Jöran Thielemans

Hoogveen heeft buffers nodig

We staan weer hoog en droog op de weg en rijden buitenom naar de oostkant van het Wierdense Veld. Weliswaar zijn in het natuurgebied al enkele kleinere afwateringssloten gedempt, maar hier loopt een brede, diepe sloot die nog altijd water afvoert – uit de landbouwgrond, maar ook uit het aangrenzende hoogveen. Jansen zou die sloot het liefst meteen gedempt zien, maar dat zit er voorlopig niet in. „Het is duidelijk dat hoogvenen bufferzones nodig hebben, zonder intensieve landbouw”, zegt hij. „Maar dat is een eindeloos gesteggel. Het is volstrekt begrijpelijk dat de boeren niet staan te juichen, maar ik vind dat we daar met zijn allen een oplossing voor moeten vinden.”

Wat voor oplossing dan? „Dat we eindelijk de maatschappelijke kosten gaan meeberekenen bij alles wat we doen”, antwoordt Jansen zonder aarzelen. Hij somt de elementen op: we moeten de werkelijke prijs gaan betalen voor ons voedsel. Stoppen met die focus op de export van landbouwproducten, met bijbehorende subsidiëring. Zorgen dat ondernemen alleen nog loont als je duurzaam omgaat met het landschap. Dus niet eindeloos blijven bemesten en ontwateren, zoals nu de standaard is. „Dat betekent innoveren”, stelt hij. „De landbouw aanpassen aan het landschap, in plaats van andersom. Nieuwe vormen van landbouw ontwikkelen, op natte gronden, met andere gewassen en innovatieve technologie. In Duitsland zijn ze daar al mee aan het experimenteren.”

Waarom eigenlijk? Moeten we niet gewoon accepteren dat Nederland te dichtbevolkt is om economie en natuur te laten samengaan? „Natuur is geen overbodige luxe”, antwoordt Jansen. „Onze geschiedenis is verweven met veen. Zijn wij dan niet in staat, in ons rijke Nederland, om dat allerlaatste restje te bewaren? Het is belangrijk cultureel erfgoed. Net als onze historische binnensteden: die breken we toch ook niet af omdat ze niet zouden samengaan met een dynamische economie?” We betalen miljoenen voor een originele Rembrandt, zo vervolgt hij zijn vergelijking. „Onze venen zijn de absolute meesterwerken van de Nederlandse natuur. Hier willen óók heel veel mensen naar kijken.”

Landschapspijn. Die term valt een aantal malen in Hoogvenen, en Jansen gebruikt hem nu ook. „Je moet oogkleppen dragen om niet voortdurend geconfronteerd te worden met uniforme lelijkheid”, zegt hij. „Die variatie van die karakteristieke landschappen, die zijn we grotendeels kwijt. De een houdt van coulissenlandschap, de ander van een rijkdom aan kleuren, weer een ander houdt van hoogteverschillen. Dat alles is in Nederland bijna helemaal uitgevlakt. Je moet er toch niet aan denken dat je nergens meer mooi kunt wandelen? Alleen al daarom vind ik het een verplichting om deze landschappen te herstellen.”

En dan is er nog iets: verdrogend veen stoot veel van het broeikasgas koolstofdioxide uit – in heel Nederland nu evenveel als een kolencentrale. In een actief hoogveen daarentegen wordt voortdurend koolstofdioxide vastgelegd als biomassa, in de vorm van veenpakketten. Hoogveenherstel is dus in ieders belang.

„Het kán”, zegt Jansen. „Dat zien we hier. En het loont.” Zijn glimlach komt terug als hij een laatste blik over het veld werpt. „Kijk nou hoe die zon daarop schijnt. Die afwisseling met dat water… Dat blijft toch fantastisch.”

Cellen aansturen via de achterdeur (in het boekje ‘Waar wij trots op zijn – ontdekkingen van het jaar 2009’, Faculteit Wiskunde & Natuurwetenschappen)

Laura Heitman ontdekte een nieuwe manier om bepaalde recepto­ren in de celmembraan te beïnvloeden. Dat biedt zicht op nieuwe medicijnen die veel patiëntvriendelijker zijn.

“Receptoren zijn eigenlijk wonderlijke dingen,” vertelt post-doc Laura Heitman. Het zijn eiwitten die op een membraan zitten, bijvoorbeeld van een cel of een celkern, en die signalen kunnen doorgeven van de ene kant naar de andere kant. Dat doen ze als ze worden geactiveerd door een specifiek molecuul dat precies op die receptor past, als een sleutel in een slot. Hoe zo’n molecuul de receptor precies activeert en wat er dan vervolgens op moleculair niveau gebeurt, dat is nog lang niet bekend. We weten alleen dat er na die activatie een hele cascade van reacties optreedt in de cel. Die gaat bijvoorbeeld een bepaald hormoon produceren, of zichzelf in tweeën delen.

“Er zijn verschillende soorten receptoren,” legt Heitman uit. “Je hebt bijvoorbeeld kanaalgebonden receptoren, die bepalen of een stof wel of niet een kanaal in het celmembraan kan passeren. En je hebt G-eiwitgekoppelde receptoren. Die steken zelf door het membraan heen en activeren een zogenaamd G-eiwit in de cel, dat op zijn beurt een keten aan celreacties op gang brengt.” Die G-eiwitgekoppelde receptoren, vertelt ze, zijn een populair aangrijpingspunt voor geneesmiddelen. Ze worden geactiveerd door grote moleculen, zoals hormonen of neurotransmitters. Daar kan de geneeskunde dus op inspelen door zulke moleculen, synthetisch dan wel natuurlijk, aan de patiënt toe te dienen. “Neem bijvoorbeeld vruchtbaarheidsbehandelingen,” zegt Heitman. “Bij sommige patiënten werken bepaalde stappen in de hormoonhuishouding niet goed. Dan kun je toch de gewenste reacties in het lichaam op gang brengen door bepaalde hormonen als medicijn toe te dienen.”

Het probleem met zulke behandelingen, legt de post-doc uit, is dat hormonen grote moleculen zijn. Je kunt ze alleen toedienen met een injectie; zou de patiënt ze als tablet innemen, dan zouden de grote moleculen in de maag worden afgebroken. “Een tablet zou voor patiënten veel prettiger zijn,” zegt ze. “Bij IVF-behandelingen krijgen vrouwen nu bijvoorbeeld wekenlang allerlei injecties. Dat wordt al snel heel vervelend; bovendien geven die hormonen vaak bijwerkingen zoals misselijkheid en hoofdpijn.”

Wetenschappers zouden daarom graag een manier ontwikkelen om G-eiwitgekoppelde receptoren te kunnen activeren – of juist remmen – met een molecuul dat een stuk kleiner is, en dus oraal kan worden toegediend, en dat niet de nare bijwerkingen van hormonen geeft. “Maar het lichaamseigen hormoon grijpt aan op een heel specifieke plek van de receptor,” zegt Heitman. “Een klein molecuul kan zich nooit op diezelfde plek binden.” Sinds een jaar of tien is echter bekend dat veel receptoren meerdere bindingsplaatsen hebben. Er is een ‘hoofdbindingsplaats’, die orthosteer wordt genoemd, en een of meerdere ‘nevenbindingsplaatsen’: de allostere bindingsplaatsen. Hecht een molecuul zich aan zo’n allostere bindingsplaats, dan beïnvloedt dat het effect van het hormoon op de orthostere bindingsplaats. “Zulke moleculen remmen of stimuleren dus niet zelf de receptor, maar maken die gevoeliger of juist minder gevoelig voor het effect van het lichaamseigen hormoon,” vat Heitman samen. Deze zogenaamde allostere modulatie kan het toedienen van hormonen overbodig maken: de kleine moleculen sturen simpelweg de werking van de lichaamseigen hormonen. “Het is een soort finetuning,” aldus Heitman. “Ons onderzoek bestond uit de zoektocht naar kleine moleculen die het juiste effect kunnen veroorzaken.”

Ze noemt weer het voorbeeld van de vruchtbaarheidsbehandeling. Als een vrouw IVF ondergaat, wordt haar eigen hormooncyclus eerst helemaal platgelegd, en vervolgens flink opgepept, zodat haar eierstokken in één keer een aantal eicellen laten rijpen. “Beide stappen gebeuren door het toedienen van hormonen die aangrijpen op receptoren,” vertelt Heitman. “In dit geval zijn dat de GnRH-receptor en de LH-receptor. GnRH is het hormoon dat de productie van LH in gang zet; LH stimuleert de rijping van eicellen. Ik ben op zoek gegaan naar mogelijkheden voor allostere modulatie van die twee receptoren.”

Dat was baanbrekend onderzoek: er waren nog geen voorbeelden bekend van allostere modulatie van G-eiwitgekoppelde receptoren. “Er zijn talloze mogelijke toepassingen,” zegt ze, “niet alleen in het vruchtbaarheidsonderzoek, maar ook bijvoorbeeld in de behandeling van kanker.”

Heitmans onderzoek bestond uit een aantal stappen. Eerst keek ze of bepaalde kleine moleculen waarvan bekend is dat ze receptoren kunnen beïnvloeden via allostere modulatie, dat ook deden bij de GnRH-receptor en de LH-receptor. “Dat was het geval,” zei ze. “Maar deze bekende moleculen werken niet heel specifiek. Daardoor zijn ze ongeschikt als geneesmiddel. Maar het proof of principle was in elk geval geleverd: deze receptoren zijn allosteer te moduleren.”

Vervolgens begon de zoektocht naar geschikte kleine moleculen die wel specifiek de werking van de beide receptoren konden moduleren. Daarvoor werkte ze samen met een groot farmaceutisch bedrijf, dat de faciliteiten heeft om in één keer miljoenen stoffen te screenen op bepaalde eigenschappen. “Daar rolde een aantal kandidaatmoleculen uit die aan een van de twee receptoren binden,” vertelt Heitman. “Maar vervolgens moet je die kandidaten natuurlijk heel nauwkeurig onder de loep nemen.” Daarbij keken ze bijvoorbeeld waar de moleculen aan de receptor binden, hoe de activatie precies plaatsvindt en welke signaalmoleculen daarbij betrokken zijn.

Hoe onderzoek je dat soort processen op moleculair niveau? Je kunt ze immers niet onder een microscoop volgen. “Het is inderdaad vrij abstract,” lacht Heitman. “We doen dat onder meer door bindingsproeven. Je kunt de moleculen radioactief labelen voordat je ze in contact brengt met membranen waar receptoren op zitten. Als je de niet-gebonden moleculen vervolgens wegspoelt, is de hoeveelheid overgebleven radioactiviteit een maat voor de hoeveelheid moleculen die zich blijkbaar aan de receptoren hebben gehecht.”

Heitman onderzocht bij levende cellen welke moleculen de receptor daadwerkelijk kunnen activeren. “Die cellen waren genetisch zodanig gemodificeerd dat ze het enzym luciferase maken zodra de cel actief is,” legt de onderzoekster uit. “Luciferase zet de stof luciferine om, en daarbij komt licht vrij. De activatie van de receptor is dus te berekenen aan de hand van de hoeveelheid licht.”

Deze opeenvolgende stappen leverden voor elk van de twee receptoren twee klassen van organische moleculen op die het juiste effect leken te hebben: een groep stimulatoren en een groep remmers. Heitman: “Vervolgens moet je natuurlijk controleren of die moleculen wel het juiste effect hebben op de werking van het hormoon. Voor de remmers was dat het geval, voor de stimulatoren helaas niet. Maar we weten nu in elk geval dat deze stoffen binden aan de receptor. Dat is een goede basis voor verder onderzoek. Binnen die klassen kunnen we bijvoorbeeld verder zoeken, of we kunnen kijken of je die moleculen synthetisch op een net iets andere manier kunt maken, zodat ze wel het juiste effect hebben.”

Een klinische toepassing is nog lang niet in zicht, benadrukt Heitman: “Zodra je een molecuul vindt met precies de goede werking, dan moet je onder meer onderzoeken of zo’n stof niet giftig is, en wat precies het effect is in levende cellen, in proefdieren en uiteindelijk in mensen. Daar gaan jaren overheen.” Maar je moet ergens beginnen, vindt ze. Leiden werkt aan de belangrijke beginstappen in dat proces, en heeft inmiddels een internationale reputatie opgebouwd op het gebied van kleine moleculen die hormoonreceptoren kunnen beïnvloeden. In haar huidige onderzoek als post-doc kijkt Heitman niet langer naar allostere modulatie, maar naar de precieze bindingsmechanismen tussen molecuul en receptor. “Het begrijpen van die binding is een heel belangrijk puzzelstukje in de zoektocht naar dit soort geneesmiddelen. Kennis van één voorbeeld, zoals de receptoren in mijn promotieonderzoek, opent weer deuren voor heel andere toepassingen.”

Wat ze het meest boeiend aan haar onderzoek vindt? “Dat zo’n piepklein molecuul, dat ongeveer honderdmaal kleiner is dan de receptor, toch zo’n grote invloed kan hebben,” antwoordt Heitman, “en dat het vervolgens een groot fysiologisch effect kan hebben. Maar hoe dat precies werkt… Er is nog een oneindige hoeveelheid vragen te beantwoorden. Dat vind ik mateloos fascinerend.”

De aarde is niet rond – Struinen langs een meridiaan in de voetsporen van Wilhelm Struve (nr. 12/2006)

Dit artikel is ook beschikbaar als pdf. Klik hier.

In 1816 besloot Wilhelm Struve de precieze vorm van de aarde te meten. Tussen de Noordkaap en de Zwarte Zee legde hij een netwerk aan van 265 meetpunten. Na veertig jaar meten wist hij het zeker: de aarde is afgeplat aan de polen. Zijn verhaal is anno 2006 een prachtig excuus voor een zomerse expeditie naar Finland, Estland en Letland – in de voetsporen van Struve.

Door Nienke Beintema

Hier ergens moet het zijn. De GPS (global positioning system) geeft aan dat het punt precies rechts van ons moet liggen, op zo’n vijfhonderd meter afstand. Een pad is nergens te bekennen. Moeten we dan maar dwars door het bos gaan struinen, het pijltje van de GPS achterna?

Gelukkig weten we dat het punt op een heuveltop moet liggen: dat maakt het zoeken gemakkelijker. Voorlopig volgen we daarom de weg die rondom de heuvel loopt. En dan opeens: een smal paadje, gemerkt met een onopvallend lint. De richting lijkt goed te zijn.

Het pad leidt inderdaad naar de heuveltop, langs rotsen met korstmos en linnaeusklokjes, bosbessenstruiken en hoopjes elandenkeutels. Midden op de heuvel staat een houten uitkijktoren. Het uitzicht rondom is verbluffend: een golvend heuvellandschap met uitgestrekte bossen en meren. Na enig speuren aan de voet van de toren vinden we wat we zoeken: een boorgat van zo’n twee centimeter doorsnee in de granietrots. Ons eerste expeditiedoel is bereikt: Puolakka, Finland, 61°55’36” noorderbreedte.

 

De fout van Columbus

In 1834 stond er precies op deze plek een wetenschapper met een bijzondere missie. Met een theodoliet, een geavanceerd instrument om heel nauwkeurig hoeken mee te meten, bepaalde hij zijn eigen positie op de heuveltop ten opzichte van vier andere heuveltoppen in de omgeving. ‘s Nachts bepaalde hij vervolgens de stand van de sterren, zodat hij later tot in detail de geografische positie van de heuveltop zou kunnen berekenen. Ten slotte boorde hij een gat in de rots op de plek waar hij had gemeten. Zo zou hij de precieze locatie later kunnen terugvinden.

Deze anonieme Finse landmeter stond niet alleen in zijn missie. Zijn werk vormde een piepkleine schakel in een langgerekte keten van driehoeksmetingen (zie kader 1), uitgevoerd tussen 1816 en 1855 door vele tientallen wetenschappers. De keten zou zich uiteindelijk uitstrekken over 2822 kilometer: van Hammerfest bij de Noordkaap tot Ismael aan de Zwarte Zee. Initiatiefnemer en coördinator van dit megaproject was de Duitse astronoom en landmeter Friedrich Georg Wilhelm Struve (1793-1864). Zijn doel was ambitieus: hij wilde de precieze vorm van de aarde opmeten.

“De geometrie van de aarde houdt de mens al sinds de oudheid bezig,” zegt Pekka Tätilä van de Finnish National Land Survey in Helsinki. “Pythagoras stelde al rond 500 voor Christus dat de aarde een bol was. De eerste die er daadwerkelijk berekeningen aan uitvoerde was Eratosthenes, in 230 voor Christus.” Aan de hand van de hoogste zonnestand tijdens midzomer in verschillende plaatsen op een noord-zuidlijn berekende Eratosthenes dat de omtrek van de aarde over de polen zo’n 39.690 kilometer moest bedragen. Hij zat er niet ver naast: tegenwoordig gaan we uit van 40.008 kilometer.

Zijn gegevens raakten echter in onbruik. Tot ver in de middeleeuwen meende de westerse wereld dat de aarde plat was. In de vijftiende eeuw raakte de bolvorm opnieuw in zwang, maar kaartenmakers baseerden de schaal van hun kaarten op conservatieve Griekse schattingen van de omtrek van de aarde. “Had Columbus dat geweten, dan had hij zich vast niet zo vergist,” lacht Tätilä. “Zijn kaarten gingen niet alleen uit van te korte afstanden, maar ook van het feit dat de aarde perfect rond is, wat niet klopt. Een kleine afwijking kan op zulke afstanden enorme gevolgen hebben voor navigatie.”

In de achttiende eeuw, toen goede navigatie steeds belangrijker werd, laaide de discussie over de vorm van de aarde hoog op. Isaac Newton (1643-1727) had berekend dat de aarde aan de polen afgeplat moest zijn, omdat de draaiing van de aarde een middelpuntsvliedende kracht veroorzaakt. Jacques Cassini (1677-1756) meende echter dat de aarde eruit zag als een rechtopstaande American football: afgeplat aan de evenaar. Tätilä: “Om dat pleit te beslechten stuurde de Franse Academie van Wetenschappen twee landmeters op expeditie. Charles la Condamine vertrok in 1735 naar Peru, en Pierre Louis Maupertuis in 1736 naar Lapland. Het idee was dat zij, de een aan de evenaar en de ander bij de pool, de afstand zouden meten tussen twee opeenvolgende breedtegraden.”

De heren constateerden dat er in het noorden meer meters in een breedtegraad gaan dan aan de evenaar (zie kader 2). Ze concludeerden daarom dat Newton gelijk had: de aarde is afgeplat aan de polen. “Hun metingen waren echter niet erg nauwkeurig,” zegt Tätilä. “Struve wilde de afplatting preciezer berekenen. Hij gebruikte veel nauwkeuriger instrumenten en mat bovendien over een veel langere afstand dan de Fransen. De metingen van Maupertuis omspanden één breedtegraad, die van La Condamine drie, maar die van Struve meer dan 25!” Tot de invoering van GPS, eind jaren ’80, heeft niemand een project van zo’n grote omvang én zo’n grote nauwkeurigheid – gemiddeld zat Struve er minder dan vijf millimeter per kilometer naast – kunnen evenaren. Zijn gegevens bleven daarom ruim een eeuwlang de standaard.

 

Tsaar en koning

Het volgende punt op onze expeditie is wat minder spectaculair dan Puolakka. Een toren is er niet, en we hebben de GPS nodig om op de dicht begroeide heuveltop de juiste plek te vinden. Het uitzicht is minimaal. We zien een glimp van een meer, maar de beroemde Finse naaldbomen staan behoorlijk in de weg. Struves landmeters moeten dus niet alleen hun theodoliet heuvelop gesleept hebben, maar ook een zaag. Toch laat het mooie boorgat er geen twijfel over bestaan dat dit het punt is. Bovendien staat er een keurig informatiebord: Porlom, Finland, 60°42’17” noorderbreedte

Struves team verrichte metingen op 265 punten in wat nu tien verschillende landen zijn: Noorwegen, Zweden, Finland, Rusland, Estland, Letland, Litouwen, Wit-Rusland, Moldavië en Oekraïne. Vandaag de dag zijn 34 van de oorspronkelijke meetpunten nog als zodanig herkenbaar: ze zijn opgespoord, waar nodig uitgegraven, en in ere hersteld. In 2005 werden deze 34 punten gezamenlijk op de Werelderfgoedlijst van UNESCO geplaatst, precies 150 jaar na de voltooiing van het project. “Het is het eerste Werelderfgoed dat zich uitstrekt over zoveel verschillende landen,” vertelt Tätilä in Helsinki. Finland, dat met zes bewaarde punten het grootste aandeel in de serie heeft, nam het initiatief om Struves werk voor te dragen bij UNESCO. Tätilä coördineerde deze gezamenlijke inspanning.

Plaatsing op de Werelderfgoedlijst houdt in dat de wereldgemeenschap het belang van een bepaalde plaats erkent. “In dit geval was het niet alleen het wetenschappelijke belang, maar ook het feit dat Struve zoveel verschillende wetenschappers bij elkaar bracht,” geeft Tätilä aan. “Hij coördineerde nieuwe metingen, maar combineerde ook zijn eigen werk in Estland met bestaand werk van anderen, onder wie de Russische generaal Carl Tenner. Tenner, een tijdgenoot van Struve, was in opdracht van Tsaar Nicolaas I aan het karteren voor het Russische leger, op een zuidwaartse lijn vanaf het huidige Letland. Struve besloot de krachten te bundelen en de lijnen op elkaar aan te sluiten.”

Vervolgens wilde Struve zijn lijn verlengen naar het noorden. Hij schakelde collega’s in in het huidige Finland, dat destijds eveneens onder Russische heerschappij viel. “Struve was een diplomaat,” stelt Tätilä. “Hij wist de Tsaar enthousiast te maken voor zijn missie, dus kreeg hij alle medewerking. De Zweedse koning Oskar wilde vervolgens niet achterblijven.” Hoewel de lijn vandaag tien landen doorkruist, hoefde Struve destijds maar twee vorsten voor zich te winnen: de Russische Tsaar heerste van Noord-Finland tot de Zwarte Zee, en de Zweedse koning bestuurde ook Noorwegen. Tätilä: “Het op één lijn krijgen van de tien landen voor de UNESCO-nominatie was ongetwijfeld moeilijker.”

 

Nachtenlang turen

Een overtocht met de veerpont brengt ons in Estland, het land waar Struve vrijwel zijn gehele werkende leven doorbracht. De Estse punten laten we echter voorlopig even links liggen: eerst staat Letland op het programma. Aan de rivier de Daugava, zo’n 600 kilometer ten zuiden van het Finse Puolakka, ligt het historische stadje JÄ“kabpils. Voor Struve was JÄ“kabpils een bijzonder punt. Het was het zuidelijkste punt van de lijn die hijzelf persoonlijk had gemeten. In JÄ“kabpils koppelde hij zijn keten aan die van Tenner, die toevalligerwijs ongeveer dezelfde meridiaan volgde.

JÄ“kabpils heeft een Struve-straat en een Struve-park, zo lezen we in het UNESCO-rapport. Het punt dat we zoeken ligt middenin het park. Straatnaambordjes zijn er niet, en ons Lets is wat gebrekkig, dus houden we de GPS erbij. Na enig zoeken vinden we, midden tussen de vergane glorie van statige houten huizen, een parkje met een kersvers Struve-monument. Het cement is nog rul, de aarde eromheen nog zwart. Vóór het monument prijkt een ronde, gegraveerde steen, die in 1931 is geplaatst om de oorspronkelijke plek van Struve te markeren: JÄ“kabpils, Letland, 56°30’05” noorderbreedte.

Opnieuw op weg naar het noorden rijden we door het uitgestrekte Letse platteland. Glooiende heuvels met graanvelden maken plaats voor bossen met meertjes en kleine beekjes, die stuk voor stuk door bevers zijn afgedamd. Het is dertig graden en de dazen zoemen om ons hoofd. De GPS brengt ons via onverharde weggetjes steeds dichter bij ons volgende punt. Links en rechts gaan houthakkerspaadjes het bos in, en een daarvan moeten we hebben. Maar welke? Opeens zien we een piepklein wit bordje in de berm, net als we denken: hier moet het ongeveer zijn. Ziestu-Kalns, zegt het bordje in handgeschreven blokletters. Bingo!

Het punt ligt op een heuveltop middenin een dicht stuk naaldbos. Ook hier moet het uitzicht vroeger beter zijn geweest. Nu staat er een soort betonnen grafzerk, gloednieuw, met bijbehorende vaas met verdroogde bloemen. Vlak ernaast is gegraven. Een dikke grasplag is verwijderd, zodat de kale rots blootligt. We zien een boorgat met een kruis en het jaartal 1904, hoewel het punt al in 1824 is gemeten. Onderzoekers hebben de rots in 2002 blootgelegd. Blijkbaar, gezien de bescheiden omvang van het graafwerk, vertelde hun GPS ze precies waar ze moesten zoeken. Struves coördinaten waren dus opvallend nauwkeurig. Ziestu-Kalns, Letland, 56°50’24” noorderbreedte.

Onze volgende stop is een belangrijke. In Tartu, de tweede stad van Estland, staat een monumentaal astronomisch observatorium: de thuisbasis van Struve, en tevens meetpunt op zijn meridiaan. “Struve kwam naar Tartu toen hij zestien was,” vertelt dr. Tõnu Viik, astronoom bij Tartu’s nieuwe observatorium, en erkend Struve-expert. “Hij kwam uit Sleeswijk-Holstein, maar vluchtte naar Estland, zijn broer achterna, om de dienstplicht te ontlopen. Hij was namelijk ingelijfd door het leger van Napoleon, maar wist te ontsnappen uit het raam van de tweede verdieping van de kazerne.” In Tartu ging Struve op verzoek van zijn vader literatuur studeren, maar zijn voorliefde voor de exacte wetenschappen won het al snel. Hij bleek briljant. “Tegen de tijd dat Struve 21 was, had hij zijn proefschrift voltooid en was hij professor in wiskunde en astronomie aan de Universiteit van Tartu,” vertelt Viik. “Intussen verrichtte hij baanbrekend werk in het observatorium, waar hij op zijn 23ste directeur van werd.”

Struve is vooral bekend geworden door zijn metingen aan dubbelsterren. Daarnaast slaagde hij er, samen met twee tijdgenoten, als eerste in de afstand tot een ster te meten. “Nachtenlang moet hij hier in deze koepel door zijn telescoop hebben zitten turen,” zegt Viik. “Misschien verklaart dat waarom hij achttien kinderen had. Wat moet je anders, als je wekker middenin de nacht afgaat en het blijkt bewolkt te zijn?”

Als astronomieprofessor gaf Struve niet alleen college aan studenten, maar ook aan kaartenmakers van het leger van de Tsaar. Zo werd zijn interesse in landmeetkunde gewekt. Zijn metingen in zijn eigen observatorium vormden de aanzet tot zijn uiteindelijke monsteronderneming. De ijzeren plaat in de stenen vloer van het observatorium herinnert aan deze mijlpaal: Tartu, Estland, 58°22’44” noorderbreedte.

 

In de achtertuin

Een van de eisen voor plaatsing op de Werelderfgoedlijst is dat een locatie goed bewaard moet zijn, als zodanig herkenbaar, en toegankelijk voor het publiek. “In de praktijk is dat laatste niet altijd even gemakkelijk,” zegt Tätilä in Helsinki. “Twee van de 34 punten van Struve liggen bijvoorbeeld op een Russisch eilandje middenin de Finse golf. Daar kun je alleen met je eigen boot of met een helikopter komen, en je hebt een speciaal visum nodig. Mij is het nog nooit gelukt deze punten te bezoeken.” Een van de punten in Noord-Finland ligt middenin de toendra, op een paar dagen lopen van de dichtstbijzijnde weg. “Maar als je erheen wilt, dan kan dat,” aldus Tätilä.

Het is moeilijker als een punt op privé-grond ligt. Bij Ziestu-Kalns is dat het geval, maar de eigenaar is welwillend. “Je zult nog problemen krijgen als je het laatste punt in Estland wilt bezoeken,” waarschuwt Viik. “Dat punt ligt in iemands achtertuin en staat aan de weg nergens aangegeven. Ik heb het nog nooit gezien.”

We nemen de handschoen op en rijden naar Noord-Estland. Daar ligt tussen Simuna en Võivere de basislijn van Struve: een lijn van 4,5 kilometer die hij fysiek in het veld heeft gemeten. Op zijn knieën, met een serie meetlatten. Op basis van die meting kon hij met een simpele geometrische truc de zijden van al zijn driehoeken uitrekenen (zie kader 1). In 2002 werd zijn meting met een laserinstrument herhaald, en wat bleek: Struve zat er met zijn meetlatten slechts dertien millimeter naast.

Het eerste punt, het begin van de lijn, is snel gevonden. Het staat middenin een korenveld en is gemarkeerd met een anderhalve meter hoge granieten zuil. Er staat een bord bij met uitleg in het Ests en in het Engels. Hoog in de lucht klinkt de roep van drie kraanvogels. Simuna, Estland, 59°02’54” noorderbreedte.

Met de GPS in de hand volgen we de weg naar het westen, op zoek naar het eind van de basislijn. We hebben geluk: het lijkt erop alsof we meteen de goede weg te pakken hebben. Het vlaggetje op het schermpje van de GPS komt snel naderbij. Hier en daar staat een eenzame boerderij. “STOP! Hier is het!”

Naast een oude molen staat een klein huis. We trekken de stoute schoenen aan en kloppen op de deur. De boer spreekt geen Engels, zijn vrouw een beetje. Ligt het punt van Struve soms op hun erf? “Jazeker, kom maar mee,” zegt de boerin enthousiast. En daar, middenin haar gazon, ligt een kleine kei. Een markering valt er niet op te bespeuren, maar de GPS meldt dat dit de plek moet zijn.

“Twee jaar geleden stonden er opeens mensen voor de deur met allerlei meetapparatuur,” vertelt de boerin. “Wij woonden hier nog maar net en we hadden nog nooit van Struve gehoord. We hadden geen idee dat we zo’n punt in onze tuin hadden.” Met de rust van de boerenfamilie is het wellicht gedaan. De Estonian Land Board overweegt het punt in ere te herstellen en er een granieten zuil neer te zetten zoals die van Simuna, even verderop. Dan komt er ongetwijfeld ook een bord aan de weg te staan. Võivere, Estland, 59°03’28” noorderbreedte.

Onze missie zit erop. Voorlopig althans. We hebben weliswaar zeven punten bezocht, maar nu hebben we de smaak te pakken: nog 27 te gaan. Het Russische eilandje stellen we nog even uit, evenals Moldavië en Oekraïne, maar één ding staat vast: volgend voorjaar gaan we naar de Noordkaap.

 

Kader 1

Het principe van driehoeksmeting

 

Landmeters meten hoeken en afstanden in het veld. Dat laatste is, vooral bij langere afstanden, erg lastig. Toch konden Struve en zijn collega’s de afstanden tussen hun meetpunten, en uiteindelijk de afstand van de Noordkaap naar de Zwarte Zee, heel nauwkeurig opmeten. Dat hadden ze te danken aan de Nederlandse natuurkundige Willebrord Snell van Royen, beter bekend als Snellius (1580-1626). Hij bedacht een eenvoudige maar briljante truc die de landmeting wereldwijd in een stroomversnelling bracht.

Een driehoek, zo realiseerde Snellius zich, heeft een paar handige eigenschappen voor landmeting. De drie hoeken zijn bij elkaar altijd 180°. Als je de lengte van één van de zijden van een driehoek meet, plus de grootte van twee van de hoeken, kun je met behulp van sinus en cosinus de lengte van de overige twee zijden berekenen. Stel je nu een keten voor van met elkaar verbonden driehoeken, die zich uitstrekt van de Noordkaap naar de Zwarte Zee. De hoekpunten van elke driehoek worden gevormd door prominente plekken in het landschap, bijvoorbeeld heuveltoppen of kerktorens. Vanaf ieder punt meet je de richting naar de omliggende punten. Als je dan zorgt dat één van de zijden in je netwerk zo kort is dat hij in het veld met meetlatten te meten is (maximaal een paar kilometer: de basislijn), dan kun je de afmetingen van alle andere driehoeken uitrekenen en zo berekenen wat de totale lengte van de keten is. En dat is precies wat Struve deed. Een van zijn basislijnen – voor de zekerheid mat hij er meerdere langs het traject – was de lijn van Simuna naar Võivere in Noord-Estland (zie hoofdtekst).

 

Kader 2

American football of Berliner bol?

 

De breedtegraad van een plek op aarde geeft aan hoe noordelijk of zuidelijk die plek ligt. Een punt op de evenaar heeft breedtegraad 0 en de noordpool ligt op 90° noorderbreedte. Loop je over een meridiaan (noord-zuidlijn) de aarde helemaal rond, dan leg je dus 360 breedtegraden af.

Als de aarde een perfecte bol is, dan is de afstand tussen twee breedtegraden overal op een meridiaan gelijk. De doorsnede van de aarde door de polen is dan als een fietswiel: het middelpunt ligt daadwerkelijk in het midden, en alle spaken zitten even ver uit elkaar. Als de aarde echter een afgeplatte vorm heeft, en in doorsnee dus grofweg een ellips is, dan is de afstand tussen twee breedtegraden op het aardoppervlak afhankelijk van hoe noordelijk (of zuidelijk) je je bevindt. Een ellips heeft namelijk niet één middelpunt, maar meerdere, en de afmetingen van de bijbehorende cirkels zijn verschillend.

Als de aarde eruit ziet als een American football (overdreven gesteld in figuur a), dan volgt de gradenverdeling aan de pool die van een kleinere cirkel dan de gradenverdeling aan de evenaar. De afstand tussen twee graden is dan aan de pool korter dan aan de evenaar. Ziet de aarde er echter uit als een Berliner bol (figuur b), dan is dat andersom.

Struve en zijn collega’s bepaalden de afstanden tussen punten op een meridiaan. Die metingen combineerden ze met astronomische bepalingen van de breedtegraad van die punten. Die astronomische bepalingen laten zien dat de sterrenhemel verandert als je naar het noorden loopt. Is de aarde afgeplat aan de polen, dan is de kromming van het aardoppervlak daar minder sterk dan aan de evenaar, en verandert de sterrenhemel dus minder snel. Je moet dan een langere afstand afleggen om dezelfde verandering in de positie van de sterren aan de hemel (bijvoorbeeld één graad) waar te nemen.

Struves berekeningen lieten zien dat de lengte van een breedtegraad toeneemt naarmate je noordelijker komt. De aarde is dus inderdaad afgeplat aan de polen. Op 45° noorderbreedte gaan er 111.200 meters in een graad, terwijl dat er op 70° noorderbreedte zo’n 111.550 zijn. Gemiddeld over een hele meridiaan zijn het er 111.133: de omtrek van de aarde over de polen (40.008 kilometer) gedeeld door 360°.

Ká-ká-ká-ká-ká! (Reportage over haviken ringen, 2-9-2005)

Een hecht clubje vrijwilligers gaat al jaren bijna elke zondag op pad om gegevens te verzamelen over de havikstand. De zomer is de ideale tijd om jonge haviken te ringen.

Door Nienke Beintema

We zijn zojuist de Duitse grens gepasseerd even buiten Groesbeek en fietsen door het sprookjesachtige Reichswald: gemengd bos met eeuwenoude beuken en dennen en hier en daar een knoestige eik. Het ruikt naar mos en de grond dampt nog van een korte regenbui.

‘Hier moeten we zijn’, zegt bioloog Gerard Müskens, terwijl hij zijn fiets tegen een boom zet. Müskens – in het dagelijks leven als zoöloog werkzaam bij het Wageningse onderzoeksinstituut Alterra – fietst al sinds 1968 in zijn vrije tijd door het bos voor zijn grote passie: het zoeken en monitoren van roofvogelnesten, met name van havik, sperwer en wespendief. Hij doet het werk niet alleen. In de loop der jaren heeft zich een handjevol vrijwilligers bij hem aangesloten. Van februari tot eind juli gaan ze iedere zondag op pad in de bossen rond Nijmegen. Twee van hen zijn eveneens bioloog, de overige vier niet. ‘Het werkt ronduit verslavend’, zegt Anna Hermsen, pedagoge en inmiddels ruim acht jaar van de partij. ‘De hele dag op pad in een prachtig natuurgebied, enthousiaste mensen, fascinerend werk. Je ziet vogels, vossen, reeën en soms zelfs wilde zwijnen of een edelhert.’

We verlaten het pad en struinen dwars door het bos. Müskens loopt op een indrukwekkende beuk af en wijst op de witte kalkstrepen die straalsgewijs de grond rond de boom sieren. ‘Dit lijkt me het werk van jonge haviken,’ zegt hij, ‘zo te zien precies oud genoeg om te worden geringd: twee-en-een-halve week, misschien drie.’ De afstand tussen boom en uitwerpselen verraadt de leeftijd van de kuikens. Hoe ouder ze zijn, hoe verder ze poepen. Grofweg komt er een meter per week bij.

Bioloog Raymond Klaassen maakt zich op voor de klim naar het nest, dat zo’n vijftien meter hoog in de boom zit. Uit zijn tas haalt hij twee zelfgemaakte klimijzers met vlijmscherpe punten die houvast geven in de boomschors. Verder bestaat de uitrusting uit een klimgordel en twee banden die om de boom heen worden geslagen. De punten maken weliswaar gaten in de schors, maar volgens Müskens is de schade verwaarloosbaar. ‘We klimmen maar één keer per jaar in zo’n boom, om de jongen te ringen. De gaten herstellen vanzelf.’

Klaassen klimt geconcentreerd: stap links, stap rechts, lus omhoog. Komt hij bij een zijtak, dan slaat hij boven de tak een tweede lus om de stam heen, voor hij de onderste losmaakt. ‘Als je consequent met twee lussen werkt en goed uitkijkt hoe je je voeten neerzet, kan er weinig gebeuren’, zegt Müskens. In al die jaren is hij nog nooit uit een boom gevallen. ‘Ik ben wel een keer een eind langs de stam naar beneden geroetsjt’, lacht hij. ‘Dan kunnen de punten van je ene ijzer in je andere kuit terechtkomen. Maar dat gebeurde gelukkig niet.’

Een ander risico zijn de oudervogels. Die willen een klimmer nog wel eens tot bloedens toe in de haren vliegen. Ook nu vliegt er eentje schreeuwend over: ‘Ká-ká-ká-ká-ká!’ Müskens klapt in zijn handen om hem te verjagen. ‘Het is onvoorstelbaar hoe ze soms in de aanval gaan’, vertelt hij. ‘In de jaren zestig waren haviken ronduit schuw, de laatste jaren worden ze steeds brutaler.’ Waarschijnlijk komt dat omdat er nu in Nederland veel meer haviken zijn. Ze broeden nu niet alleen middenin het bos, maar ook aan de randen, waar ze vaker met mensen te maken krijgen. De sterke populatietoename is te danken aan het verbod op de landbouwgiffen dieldrin en DDT. Na een dramatisch landelijk dieptepunt van 75 paar rond 1960 stegen de aantallen spectaculair, tot zo’n 1800 paar in 2000. Het idee dat één havikpaartje minstens een paar duizend hectare territorium nodig heeft om te overleven, blijkt niet te kloppen. Müskens: ‘Tien jaar geleden hadden we hier maar liefst vijfenvijftig nesten op tienduizend hectare.’

Donsballen
‘Vier jongen!’, roept Klaassen vanuit de kruin. Twee aan twee dalen de kuikens af in een tas aan een touw. Even later zitten vier donsballen, elk ter grootte van een flinke kip, wat onbeholpen op de bosgrond. ‘Kijk, vrouwtjes hebben veel grotere poten dan mannetjes’, wijst Müskens. ‘De nagels zijn langer, de gewrichten steviger. Vrouwtjes kunnen dan ook grotere prooien slaan. Ze deinzen er niet voor terug om in volle vlucht een gans te pakken.’

Müskens neemt van elk jong de standaardmaten en meet ook hoe ver de handpennen al uit hun schacht steken. Vervolgens worden ze geringd en gewogen. Het grootste kuiken heeft bijna het uitvlieggewicht van een kilo bereikt.

Intussen hebben de anderen in de nabijheid van het nest gezocht naar rui-veren van de ouders. De veren hebben een uniek patroon waaraan elke vogel individueel te herkennen is. Ronald Zollinger, de derde bioloog van het gezelschap en werkzaam bij stichting RAVON (Reptielen, Amfibieën en Vissen Onderzoek Nederland), vertelt: ‘Zo komen we er achter welke oudervogel bij welk nest hoort. We weten nu dat haviken jaar na jaar op hetzelfde nest broeden, soms wel tien jaar achtereen. Verder krijgen we zo een idee van het aantal jongen dat een roofvogel in zijn leven kan voortbrengen.’ Voor sperwers, zo rekende Zollinger uit, ligt dat rond de dertig jongen. Hij schat dat dat aantal voor haviken vergelijkbaar is. ‘Dan heb je het wel over een topper’, voegt hij toe. ‘Opvallend is dat slechts vijf procent van de vrouwtjes verantwoordelijk is voor vijftig procent van de volgende generatie.’

Na achtendertig seizoenen beschikt de groep over een karrenvracht aan volgeschreven opschrijfboekjes. Nestlocaties en ring- en reproductiegegevens vinden jaarlijks hun weg naar de computer, en worden aangeleverd aan de landelijke roofvogelwerkgroep of aan individuele onderzoekers. Het gros van de data ligt echter nog onuitgewerkt in de kast, evenals de vele dozen vol met veren, keurig gelabeld. Het gaat om een unieke set lange-termijngegevens van intensief onderzoek dat voor de meeste wetenschappelijke instituten tegenwoordig veel te duur is. ‘Dus dat we de data ooit gaan uitwerken staat vast’, zegt Zollinger, ‘maar eigenlijk houden we meer van veldwerk dan van analyseren.’

Nature as an inspiration (NWO Newsletter for Chemical Sciences)

Jan van Hest at Radboud University Nijmegen is an expert in making nano-sized reactors. He started this research in 2003 with funding through ACTS/IBOS (Integration of Biosynthesis and Organic Synthesis). The funding was recently renewed, which allows Van Hest to take his research one step further.

Nienke Beintema

Living cells are the world’s most amazing chemical reactors. They perform a wide range of complex chemical reactions, converting chemicals through thousands of multi-step processes – and all of this at nanoscale.

“These properties can be very useful in chemical engineering,” says Jan van Hest, professor of bio-organic chemistry at Radboud University Nijmegen. “That is why we’d love to be able to build cell-like reactors ourselves.”

One of the most attractive cell properties is the ability to separate the different reactions spatially. “Most biochemical reactions depend on enzymes,” Van Hest explains. “Enzymes are proteins that accelerate and control reactions. However, their functioning is affected by the presence of other enzymes. Enzymes may disturb each other or they may need each other nearby. In both cases they need to be in exactly the right place.”

Nature has found a solution for this: it has developed a system that keeps different enzymes separated by membranes. These membranes form vesicles that encapsulate enzymes but that allow reaction substrates and products to move in and out. This principle is particularly useful in multi-step reactions: reactions that work like an assembly line, where building blocks are passed from one module to another. The activity of the different enzymes can be tuned separately, making the reaction more efficient.

Vesicles

Natural membranes are made of lipids. These molecules look a bit like tadpoles: they have a ‘head’ and a ‘tail’. The head can be dissolved in water, but the tail cannot. In a watery environment, lipids will arrange themselves in a so-called bilayer.The bilayer contains two layers of lipids, arranged so that the tails face each other while the heads face the water on either side of the membrane. What’s more: when mixed with water, lipids form liposomes. These are tiny, hollow vesicles made out of lipid bilayer.

“Liposomes are fantastic nanoreactors,” says Van Hest, “but they are vulnerable to mechanical pressure and high temperatures. This makes them unsuitable for industrial application.” Van Hest and his colleagues needed to find alternative molecules: ones that are robust as well as capable of forming a bilayer. They found the right combination in a specific synthetic polymer, which also has a head and a tail. Adding this polymer to a solvent at exactly the right speed yields vesicles of the right size. Being analogues to liposomes, these vesicles are called polymersomes.

The next challenge was to position enzymes inside the vesicles. This proved to be relatively simple. The enzymes are dissolved in water, after which the polymers are added. When the polymers form vesicles, they trap some of the enzymes inside them. The unencapsulated enzymes are then washed away.

The Nijmegen scientists are now working on three-step reactions, requiring three enzymes to work together. Van Hest: “Enzyme A is entrapped in the vesicle, enzyme B is entrapped inside the bilayer itself through an extra dissolution step, and enzyme C is active outside of the vesicle. This system allows us to use enzymes more efficiently and to have better control over the reactions.”

Promising

Van Hest and his colleagues are using this principle to experiment and to refine their technique. They hope to pave the way for practical applications, such as the production of compounds in a way that is cheaper, more efficient and more environmentally friendly. Other potential applications include the improvement of screening processes in medical diagnostics. “Polymersomes hold a promise of identifying certain molecules faster, more accurately and more efficiently,” says Van Hest. “Perhaps they could even be used to deliver medication to specific sites in the body.”

Van Hest is working together with Encapson, a company established within Radboud University to elaborate industrial applications. “This is a perfect cooperation,” says Van Hest. “As a scientist, I am not an expert in putting a product on the market. Encapson, on the other hand, needs our scientific input.”

Although Van Hest is a true scientist at heart, driven by curiosity, he does feel an extra satisfaction when his work finds a useful application. His first IBOS funding in 2003 was a vital turning point. “We had the ambition of building polymersomes, but we were unable to find funding,” he says. “Our research questions were too fundamental to qualify for technology subsidies, but too broad for open funding rounds. IBOS filled exactly that void.”

In 2007, Radboud University received a second round of IBOS funding to continue the polymersome research. Van Hest could not be more pleased: he still has plenty of ideas. “Biology and chemistry are gradually merging together,” he enthuses, “which creates a fascinating interface. Perhaps in the future we’ll be able to build hybrid reactors combining natural and synthetic elements, for instance. I am sure that the 21st century will yield some amazing biochemical inventions that no-one holds possible today.”

Canada’s native Tlingit: ‘North-America had its own concentration camps’ (4 June 2019)

*** Text box: About this article ***

Journalist Nienke Beintema and her family are spending a year in the Canadian village of Atlin, close to Alaska. Atlin is located on traditional territory of the indigenous Tlingit people. Atlin has 300 inhabitants, about one third of whom are Tlingit. Most Tlingit live in a separate neighbourhood, called Five Mile – five miles (eight kilometres) outside the village. In Five Mile there are no fluent Tlingit speakers anymore, although some people are learning the language and it is taught at the local school.

****

 

 

Canada’s native Tlingit: ‘North-America had its own concentration camps’

 

Canadian native children were taken away from their homes until late into the last century, to ‘assimilate’. Many are still traumatized.

 

 

“One day a government bus pulled up in front of our house. We had to get in, my brother and I. I was five years old. I did not want to go, but we were told that my parents would go to jail if we refused.” These are the words of Kaushee O’Shea, an elder of the Tlingit community of Atlin, Northwest Canada (see text box). She is talking about her childhood at a Catholic residential school in Lower Post, almost 500 kilometers away.

O’Shea has been invited to the local primary school to tell her story to the lower grades: ten children from five to ten years old. The children are sitting on a rug on the floor in front of her and are a captivated audience. O’Shea’s visit coincides with a “Homecoming Celebration”: Atlin welcomes back its Tlingit fellow villagers who were taken away as children, and many of whom are now living across Canada. Through music and dance, meals and spiritual ceremonies, they are aiming to advance their healing process together.

“I hardly saw my brother at that school, because boys and girls lived in different parts of the building,” O’Shea continues. “There were hundreds of children from all over the north. We were not allowed to speak our own language, wear our own clothes, or talk about home. Otherwise we’d be punished.”

“Did you go home on the weekends?”, asks an eight-year-old girl.

“No, it was too far away,” replies O’Shea. “We were allowed to go home once a year in the summer. There would always be a new baby. But I never got to know them, all those new brothers and sisters. I still don’t know them well.”

“Did you ever do fun things at school?”, another girl asks. O’Shea ponders her answer, looking at her hands.

“No, we didn’t do any fun things there,” she finally replies. “The nuns were very strict. There was no love. We weren’t allowed to write letters home either. Once a year we received a card from our parents. The envelope would include five dollars. But the nuns would put that money in their own pockets.” She pauses again. “It was a sad time.”

 

Depression

Starting in 1874, the Canadian government ran a network of residential schools throughout the country. Its purpose was assimilation: the indigenous population had to be dissolved into white society. In many schools, children were not allowed to go home at all during the first five years. Only in 1996 did the last school close its doors. The time of the residential schools is now seen as a black page in Canadian history. The schools symbolize the oppression of the indigenous peoples, or First Nations, as they are called here. For generations, children grew up without any knowledge of their traditional way of life, language or culture.

Today’s 1.6 million native Canadians therefore have the same dark history as, for example, the Aboriginals of Australia and the Inuit of Greenland. Much was lost with the arrival of Western culture. Their rich language and traditions, stories, in-depth knowledge of nature and identity gave way to depression and alcohol and drug abuse. Suicide is the leading cause of death among Canadian First Nations under the age of 45. Suicide rates are five to seven times higher than among other Canadians.

The story of O’Shea, tailored to an audience of young children, only scatches the surface of the tragedy. In the past twenty years, details have gradually emerged about the physical, mental and sexual abuse at the – mostly Catholic – residential schools. An estimated four to six thousand children died there. The numbers were published in a 2015 report by Canada’s Truth and Reconciliation Commission. O’Shea’s school in Lower Post turned out to be one of the worst in all of Canada. In the 1990s, one of the supervisors who worked there in her time was convicted of 28 cases of sexual abuse.

 

Dinner

That evening my family and I attend the Homecoming dinner in the social centre of Atlin. The non-Tlingit villagers are expressly invited. At first we hesitated whether it would be appropriate for us to go: as outsiders we don’t want to intrude. But the school teacher has convinced us how important it is for non-indigenous people to come, “to show our respect and support.” The spiritual ceremony earlier today, in which many homecomers were given a Tlingit name for the first time, we have let pass. But attending the dinner does seem appropriate. Everyone brings something to eat, according to local tradition. We have baked a large spice cake.

There are around one hundred Tlingit and about twenty non-indigenous people. We do feel a bit out of place. But that feeling soon disappears as we are warmly welcomed by at least a dozen people: “How great that you’re here!” With a plate full of sweet potato and moose stew we sit down at a table with an older man. He introduces himself, but prefers to remain anomymous.

“Have you ever heard of PTSD?”, he asks, out of the blue. “Post-traumatic stress disorder. The same thing soldiers have when they come back from a war. That’s what we have too, the survivors of the residential schools. PTSD.” He eats thoughtfully, with an expressionless face. “In Europe you had the Nazis with their concentration camps,” he says, when he hears where we’re from. “North America also had concentration camps, right up to the 1990s. We are the survivors.”

His story sends shivers down our spines. In his family he is the third – and last – generation to go to Lower Post. “But my children also suffer the consequences,” he notes. “And their children.” Two of his children have committed suicide. He says that the detailed testimonies he has given about the abuse at Lower Post have thrown him back ten years in his healing process.

He thinks the Homecoming in Atlin is a good initiative. “It’s the first one,” he notes. “After all those years. Only now are we ready. ”

The dining tables are pushed aside. A band of older Tlingit men starts playing country music. “Oh Lord, now we need you more than we ever did before,” the band leader sings. An older couple dances intimately. Small children swing each other around. A woman in her forties dances on her own, her arms in the air. The others observe from the side. The elderly chat with each other. People in their thirties clean up the plates. Teenagers look at their phones.

 

Reconciliation

Canada’s formal process of Reconciliation started in 2008 with the establishment of the Truth and Reconciation Commission. In that same year, then Prime Minister Stephen Harper officially apologised to the victims of residential schools, on behalf of the Canadian government. But Reconciliation is not just about residential schools, as the Truth and Reconciliation Commission emphasizes. According to this committee, Reconciliation is about “establishing and maintaining a mutually respectful relationship between Aboriginal and non-Aboriginal peoples in this country. In order for that to happen, there has to be awareness of the past, an acknowledgement of the harm that has been inflicted, atonement for the causes, and action to change behaviour.”

In the context of Reconciliation, research has since been carried out into the abuse, as well as public discussions, information and education. There are subsidies and tax breaks for indigenous groups. Incidentally, Reconciliation is seen as separate from the legal process concerning indigenous land ownership. That process is very controversial and still not completed.

Reconciliation itself is also controversial – and the subsidies in particular. I notice this during an evening with ‘white’ friends by a woodstove in a log cabin, a week before the Homecoming. We are talking about a nearby community, Ross River, which is struggling with a vicious circle of unemployment, crime, alcohol and drug abuse, and overall hopelessness. “But those subsidies don’t solve anything,” someone says. “They only create dependence. It is precisely these subsidies that enable people to stay in their beds all day.”

 

Strong leaders

Another friend has a more nuanced view: “If you have never learned to get up on time in the morning, or to do your schoolwork,” he says, “because your parents, and your grandparents, are too broken to provide structure and set an example… And if your whole village has a drinking problem… Then as a young person you have to be extremely strong to be able to break that circle on your own.”

And if someone does manage to escape from this misery, I wonder, do they have equal opportunities? I mention recent Dutch research into the chances of job applicants with a Dutch-, versus Arabic-sounding name. A resumé with a Dutch name on it, and a violent crime, has three times more chance of a positive response compared to the exact same resumé with an Arabic-sounding name, but no violent crime. “That undoubtedly plays a role here too,” someone responds.

One of these friends runs her own company. She talks about new tender rules that give priority to indigenous people. “I have thirty years of experience,” she says. “And now I lose jobs to people who just started. Quality no longer plays a role. That’s not right either.” As a compromise, she says, companies can seek cooperation with indigenous colleagues and prepare a tender together. Cooperation can benefit both parties – and is also an objective of the new rules. “I tried that once,” she says, “for a week-long project. But then that person didn’t show up all week.”

But can we really blame that person? And, more importantly, then what is the solution? Nobody has a concrete answer. The term “strong leader from their own community” is often mentioned. But brain drain is a big problem: many talented young people don’t return to their villages after their education.

 

Never finished

Joan Jack, a lawyer and prominent member of the Tlingit community in Atlin, also mentions brain drain. I visit Jack a few weeks before the Homecoming in her self-built wooden house in the Tlingit neighbourhood outside Atlin. On her walls I notice several frames with uplifting statements about courage, perseverance and self-esteem.

“Very few indigenous people in this town have a higher education,” says Jack. “That’s why white people run the village. And the school. Yes, there is the occasional Tlingit lesson. But education overall is white. That really has to change.”

Will Reconciliation ever be finished? “No, it’s never finished,” Jack replies. “White people often complain: ‘Doesn’t it ever stop? Get over it.’ But we can’t just get over it. The trauma continues. And it will continue, as long as the discrimination continues, and the unequal opportunities. And as long as the government refuses to say: we really commit to change, and we will ensure that you will have actual sovereignty over your lands again.”

Yet Jack sees herself as an optimist. “I have to be,” she says. “Otherwise I might as well kill myself.” She becomes emotional. “People call me a racist. But I tell things the way they are. White people are afraid to hear that, because they have no idea.”

These are also the words of our table companion during the Homecoming dinner, when he talks about residential schools. “You simply have no idea. You wouldn’t believe what happened there.” He dips his last piece of bread into his moose gravy. “But we’re still here. They tried to get rid of us, but we’re still here.”

The eyeballs are amazing (13 July 2019)

This is a translation from the original Dutch article that can be found here.

 

How do animals think? People who work with animals on a daily basis really get to know them. This week: the hunter and the moose.

 

“I have heard rich trophy hunters say: the moose is the ugliest animal in the world. I totally disagree. Bullshit. The moose is one of the most beautiful animals. So confident. So majestic. “
Bryan Jack is standing in the kitchen of his log house in Atlin, a remote village in northwestern Canada. The sinewy man is working at the counter, his sleeves rolled up. In front of him lies a hairy piece of meat the size of a small football. Using his fingernails, Jack is meticulously removing the thin skin and hairs. I take a good look again. I see two huge nostrils, slightly bent downwards. A velvety soft skin in between. A wrinkled upper lip. This thing Jack is working on is a steamed moose nose. A traditional delicacy from the Tlingit, the indigenous group – whom people here no longer call Indians – to which Jack belongs.
“My father and my brothers taught me how to hunt,” he says. “I shot my first moose when I was eighteen years old. But in the years before, I often came along when they were hunting, to learn the tricks.” You have to get to know the land, Jack emphasizes. He who knows the land knows the animals. And he who knows the animals can survive. “It’s an art,” says Jack, who grew up in what he calls a bush camp.
As you spend more time outside, you will start to recognize patterns. You will know the migration paths. You’ll know where to find the mineral rocks that ungulates like to lick. When to expect certain animals in certain places. How you can best approach them. “But I’m still learning,” says Jack. “Hunting is still what I live from. But sometimes I just go outside to be outside. To see the lay of the land.”
In all these years, he grew more and more familiar with how the animals think. “If I follow a moose, I think: where will it go next? I am not blindly following its tracks. No, I’m trying to outsmart it.” Experts, he says, know how to cut corners, so that they can wait for a moose in the next valley. Having walked thousands of miles through the wilderness himself, he can tell from the tracks whether an animal is limping. He knows which sounds to make to lure a bull. How he can judge, by the position of its ears, whether an animal is nervous or relaxed. He knows how to call back a moose that is just about to flee. “You must be in constant contact with the animal,” Jack emphasizes. “You have to talk to it, asking it to be kind to you. Not to attack you. To give itself to you.”

Enthused he talks about the majestic antlers, the big black eyes, the elegant long legs. About the powerful emotion you experience when you manage to approach a moose and look it in the eye. Does he not find it difficult to pull the trigger? “No. This is what I learned in my indigenous upbringing: the country is the spirit. If the spirit gives you a moose, you take it. You can compare it to a blessing from God. Then I thank the animal. Gunalchéesh that you gave your life to me.”

Meanwhile, Jack is still working very patiently on skinning the moose nose, using his bony thumb and index finger like a pair of pincers. “It’s a tricky job,” he notes. “Especially here at the front, around this black
triangle just above the lip. That’s where the skin is really hard to remove.” The rest of the nose is now skinless. A pale-glassy mass, greasy and steaming. With a large knife, Jack cuts the huge thing into cubes: an entire bowl full. Enough for the two dozen guests who will arrive tonight for a traditional feast.

Jack sprinkles salt and pepper on the cubes. “Try one,” he says, presenting the bowl to me. A real honor, I realize. I pick a piece that is not too small, but definitely not too big either, and put it in my mouth. It tastes exactly as it looks. I can’t chew through the cartilage, but try to keep a straight face. Eventually I swallow the cube whole.
“You don’t have to say you like it,” Jack laughs. He wipes his hands and sits down at the table. “We eat every part of the moose.” Grinning, he nuances: “Except for the dung and the bones. We eat the
brain, the organs, the eyeballs. The eyeballs are amazing. We eat the marrow from the toe digits. And we eat the tops of the young antlers. They are still cartilage-like. Very tasty if you roast them over a fire.” Just as tasty as moose nose? “Tastier.”

Jack pauses, stares out the window. “I love the land,” he says emphatically, “with everything that lives in it. It is the core of our existence. That’s why I take it as an insult when someone says moose are ugly. ”