Spuugbeest springbeest

Wereldkampioen door heupslot

De sprong van het spuugbeestje in vijf beeldjes van de hogesnelheidscamera (klik voor een vergroting). Op de bovenste twee beelden zijn de achterpoten nog onbeweeglijk op slot, en wordt de spierkracht opgebouwd. Op het middelste beeld, een halve milliseconde voordat het diertje loskomt van de grond, komen de achterpoten in beweging. Het vierde beeld laat de 'take-off' zien op het moment dat de achterpoten zich helemaal gaan uitstrekken. Op het onderste beeld, een halve milliseconde later, is die strekking voltooid (foto's Malcolm Burrows).
Zoom
De sprong van het spuugbeestje in vijf beeldjes van de hogesnelheidscamera (klik voor een vergroting). Op de bovenste twee beelden zijn de achterpoten nog onbeweeglijk op slot, en wordt de spierkracht opgebouwd. Op het middelste beeld, een halve milliseconde voordat het diertje loskomt van de grond, komen de achterpoten in beweging. Het vierde beeld laat de 'take-off' zien op het moment dat de achterpoten zich helemaal gaan uitstrekken. Op het onderste beeld, een halve milliseconde later, is die strekking voltooid (foto's Malcolm Burrows).

Vergeet de kangoeroe en de vlo. De nieuwe wereldkampioen springen is het spuugbeestje, dat met zijn zes millimeter lengte zeventig centimeter hoog kan springen. Dat is alsof een mens vanuit stand 210 meter hoog springt – bijna twee keer de Utrechtse Domtoren. Het diertje dankt zijn atletische vermogens aan poten die hij als een veer kan spannen.

Je ziet ze vooral in het voorjaar, en dan in elke tuin, in alle werelddelen. Er zijn maar weinig plantensoorten die het spuugbeestje uit hun takken en bladeren kunnen houden. Hun naam hebben ze te danken aan het schuim dat ze tijdens hun larvenstadium produceren, en dat eruit ziet als een verse klodder speeksel. Het schuim beschermt de diertjes tot ze eind mei volwassen zijn, en ze hun formidabele sprongkracht gaan tonen. Want wie een blad of stengel aanraakt waar een volwassen exemplaar op zit, verliest het diertje gegarandeerd uit het oog: het is te klein en te snel om het te kunnen volgen. Zelfs neuroloog Malcolm Burrows had het spuugbeestje tot voor kort over het hoofd gezien. Opmerkelijk, vindt hij zelf, want als hoofd van de vakgroep zoölogie aan de Engelse Universiteit van Cambridge is hij al jaren bezig met de zenuwaandrijving achter de spring- en trapbewegingen van verschillende insecten. Zoals krekels en sprinkhanen, maar het veel algemenere spuugbeestje (Philaenus spumarius) bleef buiten beeld. “Verbazingwekkend, want ze zitten haast op ieders drempel,” schrijft Burrows in een persbericht van het tijdschrift Nature. Deze week zet hij het spuugbeestje echter op de wetenschappelijke kaart, want het diertje blijkt een recordbreker te zijn. “Vlooien worden altijd gezien als de springkampioenen, maar mijn onderzoek laat zien dat spuugbeestjes de echte kampioenen zijn, en dat hun oppermacht het gevolg is van een nieuwe, katapultachtige manier van springen.” Springen als een katapult is natuurlijk niet nieuw: vlooien bijvoorbeeld slaan uitermate efficiënt energie op, die bij een sprong razendsnel de korte pootjes als het ware afschieten. Maar spuugbeestjes hebben nog een truc extra, ontdekte Burrows. Met een hogesnelheidscamera legde de neuroloog de sprongen van een aantal diertjes vast, zodat hij de pootbewegingen in beeldjes van een halve milliseconde na elkaar kon bekijken. De betrekkelijk lange achterpoten blijken vlak voor de sprong zodanig tegen de borst en tussen de middelste poten gevouwen te zitten, dat de dijbenen op een tot nu toe ongekende wijze klem komen te zitten achter een uitsteeksel aan het heupgewricht. Het is dat heupslot dat het diertje zijn enorme sprongkracht geeft, want de blokkade verhindert dat de achterpoten in beweging komen terwijl de spieren zich in die poten tegelijkertijd spannen. Op een gegeven moment – na pakweg een milliseconde – wordt de kracht echter te groot en schieten de dijbenen alsnog van het heupuitsteeksel los. De opgeslagen kracht strekt de achterpoten razendsnel, waarop het dier gelanceerd wordt en de lucht in vliegt. Door hun omvang van zes millimeter en gewicht van twaalf milligram, zijn de spuugbeestjes de beste springers, stelt Burrows. De diertjes in zijn experimenten sprongen gemiddeld 43 centimeter hoog, met uitschieters tot zeventig centimeter. De kracht van hun sprong komt overeen met ruim vierhonderd keer hun lichaamsgewicht, wat in schril contrast staat tot de sprongprestaties van een vlo (135 het lichaamsgewicht), een sprinkhaan (acht keer), en een mens (twee tot drie keer). De sprongkracht en de gespecialiseerde achterpoten eisen wel een tol als het spuugdiertje probeert te lopen. Dan zijn de achterpoten bijzonder onhandig, want ze worden in hun opgevouwen stand min of meer voortgesleept, wat beschadigingen aan de poten kan opleveren. Marc Koenen Malcolm Burrows: Froghopper insects leap to new heights. In: Nature, vol. 424, p. 509 (31 juli 2003).