Een varkenshart voor een mensenlichaam

Maarten Keulemans

Beeld AP

Daar is hij, in volle glorie, het varkenshart dat in januari het wereldnieuws haalde. Het orgaan is beland in een operatiekamer voor gewone menselijke patiënten, in het ziekenhuis van de Universiteit van Maryland om precies te zijn. Waar het team van hartchirurg Bartley Griffith (op de foto de tweede van rechts) het hart transplanteerde naar een 57-jarige, uitbehandeld verklaarde hartpatiënt. Die bleef er nog acht weken mee in leven.

Twee maanden op een mensenleven, dat lijkt weinig, maar normaliter zou het menselijk lichaam het varkenshart al na minuten afstoten. En de ontwikkeling smaakt naar meer, want een overleving van enkele maanden is wat wetenschappers aanvankelijk ook bij dierproeven zagen. Daar heeft men de overleving intussen weten op te rekken tot meer dan een jaar.

Het jaar 2022 zat toch al vol verrassende experimenten, op de grens tussen de soorten. In Australië meldden transplantatie-artsen dat ze insulineproducerend alvleesklierweefsel van varkens hadden overgezet naar vijf bavianen met diabetes. De apen bleven haast twee jaar in leven, zonder insuline, maar ook zonder heftige immuunonderdrukkende geneesmiddelen.

Zo sluipt de gedroomde toekomst waarbij we het tekort aan donororganen oplossen met de organen van genetisch wat ‘vermenselijkte’ dieren, geleidelijk naderbij. Totdat er in Maryland, of ergens anders, ineens wél een patiënt is die voorzien van een dierlijk donororgaan het ziekenhuis verlaat.

Uitleg: Hendrik-Jan Schuurman, Schubiomed.

Eindelijk weer kunnen lopen dankzij een implantaat

Ellen de Visser

 EPFL / Jimmy Ravier

Voor het eerst sinds anderhalf jaar stond ze weer rechtop en kon ze, ondersteund door een zorgverlener, voorzichtige stappen zetten. Vier jaar geleden werd bij de 48-jarige patiënt meervoudige systeem atrofie (MSA) vastgesteld, een zeldzame, progressieve en uiteindelijk fatale ziekte die wordt veroorzaakt door de afbraak van cellen in het centrale zenuwstelsel.

De ziekte kent een dramatisch verloop: het lichaam wordt stijf, patiënten gaan steeds moeilijker bewegen, worden incontinent, krijgen moeite met slikken en uiteindelijk ook met ademhalen. In het ruggemerg zijn ook de zenuwcellen aangedaan die de bloeddruk regelen. De patiënt op de foto lag al anderhalf jaar op bed. Elke keer als ze rechtop ging zitten of staan, daalde haar bloeddruk zo sterk dat ze bewusteloos raakte.

Maar nu draagt ze een elektronisch implantaat dat in haar ruggemerg de cellen activeert die de bloeddruk regelen. Ontwikkeld door een team wetenschappers van het NeuroRestore Centrum in Lausanne, dat de afgelopen jaren ook al patiënten met een dwarslaesie liet lopen. De foto markeert een mijlpaal: voor het eerst is zo’n neuroprothese gebruikt bij een ziekte die het gevolg is van het afsterven van zenuwcellen. Dat biedt hoop voor veel meer patiënten, met andere aandoeningen.

En daar gaat ze, stap voor stap, zonder flauw te vallen. Sinds ze het implantaat draagt, kan ze steeds verder lopen, na drie maanden bracht ze het al tot 250 meter. Het betekent een beetje extra kwaliteit van leven in een zorgelijk bestaan.

Uitleg: Daniela Carulli, neurowetenschapper aan het Nederlands Herseninstituut.

Een stuk mensenbrein in een rattenschedel

Maarten Keulemans

Foto  Stanford University

Er is iets ongewoons met dit dunne plakje rattenbrein, dat zie je meteen: de signaalgroene, oplichtende massa daar links (en voor de rat rechts). Het zijn levende, functionerende, menselijke hersencellen, daar dit jaar in aangebracht door wetenschappers van de Stanford University.

De cellen lichten op tegen het omliggende rattenweefsel dankzij een fluorescerend eiwitje, dat men vooraf met genetische technieken aan het bouwplan van de mensencellen meegaf. Zo kun je precies zien waar de uitlopers zich begeven. En let op die draaiingen en slierten: duidelijk is te zien dat de hersencellen zich hebben georganiseerd in vezels en vergroeid zijn geraakt met het omliggende hersenbrein. Eén geheel.

Vernuftig, al vragen hersenonderzoekers zich nog wel een beetje af wat je er eigenlijk mee kunt en welke informatie je eraan kunt ontlenen. De details van bepaalde psychiatrische aandoeningen zoals autisme of schizofrenie bestuderen, zoals de ontwikkelaars opperen? Misschien. Ter geruststelling: menselijke gedachten of gevoelens bevat het klontje hersenweefsel in elk geval niet. En ratten worden er niet opeens slim van, of menselijk.

Voorlopig is er vooral de fascinatie. Een plukje hersenweefsel, groeiend en voelend in de schedel van een soort waar hij eigenlijk niet hoort. Als markering van wetenschappelijke vindingrijkheid – kijk eens hoe goed het al lukt om de bouwstenen van het leven naar onze hand te zetten?

Geduid door Lot de Witte, psychiater, Radboud UMC.

De rijke oogst van het Romeinse tempelcomplex in het Gelderse rivierengebied

Tonie Mudde

Foto RAAP

Hé, kijk nou, een laag kiezelstenen. Een Romeinse weg misschien? Zo begon het, met een stel opmerkzame amateurarcheologen in het rivierengebied bij het Gelderse Herwen-Hemeling. Al snel bleek dat de vondst vele malen spectaculairder was dan alleen een weg: onder de grond lag een compleet tempelcomplex verstopt, waar de Romeinen tussen de 1ste en 4de eeuw hun goden vereerden. De vondsten zijn al die honderden jaren opvallend goed bewaard gebleven. Want zie daar, het trotse hoofd van een godheid, mogelijk Jupiter, in kalksteen (1).

En kijk de kleuren schitteren op die geëmailleerde mantelspeld (2). Kenners zien er een type speld in zoals vrouwen droegen, wat bijdraagt aan de groeiende stapel bewijs dat op Romeinse buitenposten niet alleen soldaten rondliepen, maar ook burgers. Waarschijnlijk liet een vrouw hem achter als een offer voor de goden, om de hogere machten gunstig te stemmen. Ook kleingeld (3) leende zich daar goed voor. Op Romeinse munten staat doorgaans een portret van de keizer aan de ene kant en een boodschap op de andere kant. Hier afgebeeld: keizer Maximus, met aan zijn zijde militaire vaandels met een open hand en een adelaar. Princeps Iuventutis, staat er op de munt, een eretitel voor vooraanstaande jonge mannen.

Het tempelcomplex werd gebouwd en gebruikt door Romeinse militairen. Hun aanwezigheid liet zich overal gelden, zelfs op de dakpannen, waar de Romeinen met een stempel (4) het woord Exgerinf in drukten, een afkorting voor ‘Exercitus Germanicus Inferior’, wat zoveel betekent als ‘leger van de provincie Neder-Germanië’.

Laatste greep uit de honderden vondsten op het Gelderse tempelcomplex: een bronzen hanger met fallussymbool (5), die ruiters aan het tuig van hun paard hingen. De Romeinen geloofden dat het de vruchtbaarheid stimuleerde en onheil afweerde. Lang ging het de Romeinen inderdaad voor de wind, maar vanaf het einde van de 3de eeuw kalfde hun macht af. Germaanse groepen wonnen aan kracht en in circa 400 na Christus viel de Limes, de Romeinse grens die door het Nederlandse rivierengebied loopt.

Uitleg: Tessa de Groot, archeoloog Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed.

Boeddhistische beelden boven water

Tonie Mudde

Foto Thomas Peter / Reuters

Kijk, een Boeddha-beeld, zou een leek kunnen denken. Maar kenners zien in het middelste en grootste beeld in de meditatiehouding eerder Bodhisattva Ksitigarbha, een in het boeddhisme belangrijk figuur waarvan de naam zoiets betekent als ‘aardse schat’. Hij kwam deze zomer boven water vanwege de lage waterstand in de Yangtze, de langste rivier van Azië. Aangezien de beeldhouwers destijds niet onder water gewerkt zullen hebben, waren lage waterstanden op die plek toen blijkbaar niet ongebruikelijk.

Het middelste beeld is zo’n 600 jaar oud en ongeveer zo groot als een mens van vlees en bloed, de twee kleinere zijn misschien wat later gemaakt. Zo’n trio figuren zie je vaker in de boeddhistische en taoïstische iconografie. De beelden bevinden zich nu onder de rook van Chongqing, een miljoenenstad in het zuidwesten van China. Het rif waarop de beelden staan heet Foyeliang, een plek die berucht is vanwege aanvaringen met slecht zichtbare rotsen onder de waterlijn. Een waarschuwing ter bescherming van schippers en reizigers: dat was misschien wel een van de bedoelingen achter de beelden. En anders was een van de kwaliteiten van Ksitigarbha, volgens boeddhistische geschriften, dat hij gelovigen van psychische kwellingen kan verlossen.

Uitleg: Fan Lin, universitair docent Chinese kunst en materiële cultuur (Universiteit Leiden).

Verweesde ijsberen in vervallen huisje – toch ook een teken van hoop

Jean-Pierre Geelen

Beeld Dmitry Kokh / Wildlife Photographer of the Year

Het is verleidelijk om in deze verweesde ijsberen een dramatisch icoon van klimaatverandering te zien. Ze wenen om smeltend ijs, hebben noodgedwongen hun toevlucht genomen tot vervallen huisjes, waar ze neerslachtig uit de ramen starend het einde der tijden afwachten.

De kenner kan hier met frisse blik evengoed positief nieuws in zien. Allereerst zijn het twee jonge ijsberen die prijswinnend fotograaf Dmitry Kokh schoot in een verlaten nederzetting aan de Russische kant van de Tsjoektsjenzee. Dat zie je aan de hoogte van het hekwerk naast de rechterbeer. Een volwassen exemplaar is groter.

IJsberen zijn solitaire wezens. Hadden deze twee niet dezelfde (afwezige) moeder, dan zouden ze elkaar niet tolereren. Ondanks smeltend ijs is het een moeder dus toch maar mooi gelukt twéé jongen groot te brengen. Dat moet haast wel betekenen dat ijsberen flexibel zijn en hun vaste menu van zeehond kunnen aanpassen met aas of andere prooien. Alweer goed nieuws. Zo bezien toont deze foto buiten de rampspoed van klimaatverandering ook een teken van hoop, aanpassingsvermogen en overlevingskunst.

IJsberen zijn trekkers, altijd op doortocht. Dat Dmitry Kokh deze twee – die hem duidelijk in het vizier hebben – in dit decor tegenkwam, is een godsgeschenk voor een fotograaf. Dat hij dit treffen overleefde, is een klein wonder: net als de tijger deinst een ijsbeer er niet voor terug een mens te verschalken. Ook daarom is deze foto een buitengewoon lucky shot.

Uitleg: Maarten Loonen, universitair hoofddocent arctische ecologie aan de Rijksuniversiteit Groningen.

Lotje in de sneeuw: een verdwijnend ‘oer-Hollands’ beeld

Jean-Pierre Geelen

Beeld Maartje Roos

Het oogt als een schilderij van een meester uit de 17de eeuw, maar dit ‘oer-Hollandse’ beeld van fotograaf Maartje Roos legt een hedendaagse werkelijkheid bloot. In de steeds schaarsere sneeuw staat schaap Lotje. Een zeldzaam geval: het (drachtige) dier is een van de laatste ruim driehonderd raszuivere Fries-Zeeuwse melkschapen die Nederland officieel telt.

Het ras, eeuwenlang gefokt om z’n goede melkproductie, was geliefd bij schapenhouders in de kuststreken van Denemarken tot in Vlaanderen, maar met de opkomst van andere specialistische schapenrassen, zoals de Texelaar, en de goedkopere ‘wolproducenten’ als de Merino uit Australië, verdween het ras in Nederland steeds meer naar de achtergrond.

De huidige populatie behoort tot de Nederlandse zeldzame landbouwhuisdierrassen en heeft in het stamboek de status ‘kritiek’: het tienvoudige is ongeveer het minimum voor gezond behoud van een ras en voldoende genetische variatie; zesduizend zou optimaal zijn. Cultuurhoeders spannen zich in om het unieke melkschaap te behouden. Variatie tussen en binnen rassen is essentieel om te kunnen inspelen op veranderingen in omgeving en maatschappij.

Lotje staat in een gemanipuleerd landschap, omgeven door ander cultuurgoed: de boerderij, de molen en de dijk links beelden het Zeeuwse uit, de ‘kop-hals-rompboerderij’ rechts met uilenbord is typisch Fries. Precies naar de afkomst in deze twee provincies, die zulke verwante melkschapen herbergden dat die tot één ras zijn gedoopt: het Fries-Zeeuwse melkschaap dus.

Uitleg: Mira Schoon, onderzoeker bij het Centrum voor Genetische Bronnen Nederland van Wageningen University & Research.

Bijenbal – niet zichtbaar: het belaagde vrouwtje

Jean-Pierre Geelen

Beeld Karine Aigner / Wildlife Photographer of the Year

Je zult het maar tegenkomen: een bal van bijen, rollend over het zand van Texas. Het overkwam de Amerikaanse fotojournalist Karine Aigner in voorjaar 2021. Met haar foto van de kluwen won ze de hoofdprijs in de jaarlijkse verkiezing van Wildlife Photographer of the Year.

Wat zien we hier? De bijen gaan letterlijk rollend over de vloer, in gevecht om een vrouwtje. Dat vrouwtje is precies wat we hier niet zien: de door mannetjes belaagde vrouwtjesbij moet zich ergens in het midden van de bal bevinden. Het mannetje dat het lukt zich aan haar vast te klampen en zich aan de kluwen te ontworstelen, mag zich verheugen op een succesvolle paring ergens ver van de meute vandaan.

Een beeld als dit is niet uniek, wel tamelijk zeldzaam. Nederlandse insectenkenners herkennen sporen van het gedrag van de Texaanse cactusbijen in enkele soorten uit de eigen achtertuin. De eerste metselbijen die uitkomen bijvoorbeeld zijn steevast mannetjes, die verlangend rond hun holen afwachten tot later de vrouwtjes volgen. Ook bij de klimopbij of de grote wolbij kan de competitie om de vrouwtjes hard zijn. Maar nergens is die slag zo dramatisch als met deze cactusbijen, gevangen in een betoverend beeld.

Uitleg: Koos Biesmeijer, ecoloog bij Naturalis en hoogleraar natuurlijk kapitaal aan de Universiteit Leiden.

Zo weet de zeester zich te verspreiden

Jean-Pierre Geelen

Beeld Tony Wu

Kijkers van de Netflix-serie Stranger Things zouden hier het monster Mind Flayer in kunnen herkennen, maar deze prijswinnende natuurfoto uit de jaarlijkse competitie Wildlife Photographer of the Year toont een bestaand dier: een zeester die onder water wild om zich heen slaat. De witte slierten om hem heen bestaan uit sperma dat dit mannetje alleen zo kan verspreiden. Door vrijkomende geuren worden vrouwtjes uit de buurt aangemoedigd hun eicellen te produceren, waarna bevruchting kan plaatsvinden.

Dat lukt vrij aardig, want het dier (tot zo’n 50 centimeter groot, met armen van ongeveer 17 centimeter) weet zich vanuit Japan goed te verspreiden en staat als enige zeester op een internationale lijst van ‘meest hinderlijke invasieve soorten’. Dat is vooral te wijten aan het feit dat deze predator dol is op ‘tweekleppigen’ als mosselen en oesters. Daar zijn kwekers niet blij mee.

Een tafereel als dit speelt zich doorgaans af in afzondering en in het donker – ook de zeester koestert zijn privacy. Des te bijzonderder dat het de Japanse fotograaf Tony Wu is gelukt dit beeld vast te leggen. Zo zien we onder meer de zuignappen op zijn armen, en op de voorste links de uitstekende witte sprieten. Dat zijn een soort minipootjes, waarmee een zeester zich snel uit de voeten kan maken. Ook daarom al is het een fascinerend beest, op betoverend beeld.

Uitleg: Nicole de Voogd, marien bioloog aan de Universiteit Leiden en Naturalis.

De inspirerende kleefkracht van de gekko

Meike The

Beeld Grigorii Timin en Michel Milinkovitch / Nikon Small World

Het lijkt de enorme klauw van een gevaarlijk roofdier. In werkelijkheid is dit een extreme close-up van een pootje van slechts 3 millimeter. Het hoort bij een embryo van een gekko. De naam van deze hagedis is afgeleid van de geluiden die ze vaak maken tijdens paartijd.

Voor het maken van deze foto spoten de fotografen lichtgevende vloeistoffen in de poot van een – al voor eerdere experimenten gedood – gekko-embryo. De uiteindelijke foto is een combinatie van meerdere detailopnamen van de poot. Het totale proces duurde zo’n twee dagen en leverde een enorme hoeveelheid data op.

Voor veel natuurkundige onderzoekers zijn gekkopoten een bron van inspiratie, vooral door hun enorm efficiënte plakkracht. Door ontelbare minuscule haartjes op de gekkopoot ontstaan Van der Waals-krachten, een elektrische aantrekkingskracht tussen moleculen op de voethaartjes en het oppervlak waarover het dier loopt. Dat gaat over veel oppervlakken fantastisch, al glibbert de gekko wel weg op bijvoorbeeld de anti-aanbaklaag teflon.

Wetenschappers proberen al jaren de natuurkundige principes van deze plakkracht te begrijpen en na te bootsen, bijvoorbeeld voor de ontwikkeling van een sterk plakkende gekko-tape. Tot nu toe wint de natuur van de wetenschap.

Uitleg: Marion Grzelka, natuurkundige bij CEA, het Franse commissariaat voor alternatieve en kernenergie. Deed eerder aan de UvA onder meer onderzoek naar ‘gekko tape’.

Een poeslief beestje

Jean-Pierre Geelen

Beeld Eugenijus Kavaliauskas / Nikon Small world

Logisch dat internet even sidderde toen de Litouwse natuurfotograaf Eugenijus Kavaliauskas dit beeld met de wereld deelde. Wat de aankondiging van een nieuwe versie van The Exorcist lijkt, is in werkelijkheid een sterk uitvergroot portret van een reuzenmier, uit het geslacht Camponotus. De kenner ziet geen monster, maar een fascinerend beestje (van zo’n 3 tot 10 millimeter groot). Een poeslief beestje, geen grote predator ook. Tussen de duizenden mierensoorten op aarde bestaan beslist veel agressievere soorten, die enger ogen.

De uitsteeksels onderaan, met de vlammende haren, zijn de mandibels, de ledematen waarmee mieren alles doen. Ze hebben geen voorpoten waarmee ze iets kunnen vastgrijpen. Met deze kaken met tandjes doen ze alles: van het verzorgen van eitjes en larven tot het graven van gangen in hout of het aanvallen van prooi. Daar zitten vaak ook de klieren waarmee ze geurstoffen verspreiden, bijvoorbeeld om hun larven mee te ‘merken’.

De vervaarlijke ‘hoorns’ zijn antennes die de mier door het leven leiden. Omdat alle communicatie bij mieren via geur verloopt, navigeren ze met deze antennes (ze hebben geen neus) langs geursporen of slaan ze alarm door het verspreiden van een geurtje.

In Nederland is de reuzenmier zeer zeldzaam. Van de gewone reuzenmier zijn afgelopen decennia drie nesten gezien, van de zwarte reuzenmier slechts één. Mocht u er een tegenkomen, dan is dat dus bijzonder, en niets om van te schrikken.

Uitleg: Aniek Ivens, zelfstandig evolutiebioloog en myrmecoloog.

Hier worden sterren geboren

George van Hal

Beeld Nasa, Esa, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

Zijn dit rotspunten die fier de hemel in priemen, of stoffige vingers die het hemelgewelf beroeren? Zeker is dat de beroemde Pillars of Creation betoveren met hun structuur en vorm. Hier worden sterren geboren, in stoffige wolken gas. En dat zie je op het dit jaar door ruimtetelescoop James Webb gemaakte beeld beter dan ooit tevoren.

De telescoop vist de miniemste warmtestraling uit de kosmische diepte, straling die zich moeiteloos door de lagen van gas en stof wringt, zodat het instrument meer jonge sterren ziet dan ooit tevoren. Helderrode bolletjes zijn het hier, pas net geboren, of zelfs nog bezig zich te ontdoen van de dichte gasbollen die dienstdoen als hun kosmische kraamkamers.

De reusachtige gaskolommen zijn zodanig groot dat het gehele zonnestelsel, van onze moederster tot de ijzige kometen in z’n verste uiterwaarden, in een van de kleine priegeltjes passen op het uiteinde van de pilaren. De foto is – van boven naar beneden – zo’n tien lichtjaar groot, een grove 95 biljoen kilometer. Terwijl de pilaren zelf op hun dikste punt ongeveer vier lichtjaar breed zijn, grofweg de afstand van de zon tot onze eerste buurster, proxima centauri. De aarde zelf zou op deze schaal niet eens zichtbaar zijn.

Uitleg: Betsey Adams, sterrenkundige bij het Nederlands instituut voor radioastronomie Astron.

Meer zien met wiebelende warmtestraling

George van Hal

Beeld Nasa, Esa, CSA, STScI, and The E

Al duizenden jaren wasemen ringen van stof en gas van deze oudere ster, midden op beide beelden van de zogeheten Southern Ring Nebula, op zo’n 2500 lichtjaar afstand van de aarde. Dit jaar werden die ster en omringende nevel in beeld gebracht door twee van de meetinstrumenten van ruimtetelescoop James Webb. Links een beeld van Nircam, rechts een van het deels in Nederland ontwikkelde instrument Miri. Beide zijn gevoelig voor warmtestraling – infraroodstraling in meer gangbare natuurkundetermen.

Maar, en dat is cruciaal, daarbij kijken ze wel net naar iets andere golflengten. Nircam ziet bijvoorbeeld het nabije infrarood, net over de grens van het zichtbare licht dat we met onze ogen kunnen verwerken, terwijl Miri waarneemt in het mid-infrarood, golflengten die nog ietsje langer zijn.

Dat is de reden dat het binnenste deel van de foto links veel stoffiger oogt dan rechts. Hoe langer de golflengte, hoe gemakkelijker straling door stofwolken wiebelt. Dat is op deze foto’s goed zichtbaar.

Of, nou ja, ‘foto’s’… het gaat hier niet om een kiekje van iets dat iemand zelf op deze manier zou kunnen zien. De pixels op de camera’s registreren alleen of ze maximaal (wit) of helemaal niet (zwart) worden beschenen en alle grijstinten daartussenin. De computer vertaalt vervolgens achteraf de voor het menselijk oog onzichtbare golflengten van die warmtestraling naar de kleuren die je op deze beelden ziet.

Uitleg: Gabby Aitink-Kroes, optomechanisch ingenieur bij Nederlands instituut voor ruimteonderzoek Sron.

Nu zaten in deze verkoolde capsule nog alleen testpoppen

George van Hal

Beeld AFP

Zwartgeblakerd. Zo mag je maancapsule Orion kort na de terugkeer op aarde gerust omschrijven. Zo’n 432 duizend kilometer was de sonde op het verste punt van zijn reis bij ons vandaan, maar het waren pas de laatste meters door de aardatmosfeer die ertoe leidden dat hij op deze foto oogt als de binnenkant van een oven.

Oorzaak zijn de restanten van het ablatief hitteschild, een hittebestendige verpakking die stukje bij beetje afbladdert en daarmee de inzittenden tegen de extreme hitte van terugkeer beschermt. In totaal werd de buitenkant van Orion door wrijving met de aardatmosfeer namelijk een verzengende 2.700 graden Celsius, grofweg half zo heet als het oppervlak van de zon.

Het materiaal, verkoold en verkruimeld, bedekt op de foto zelfs de vier raampjes waardoor toekomstige astronauten bij toekomstige missies zullen kijken. Tijdens missie Artemis 1, bedoeld als technologische test, werd de capsule slechts bevolkt door drie testpoppen en een knuffel van Shaun het schaap.

Hier is te zien hoe bergingsteams de sonde uit de Stille Oceaan halen. Daar plonsde Orion half december neer. Dat gebeurde na z’n ‘skip entry’, waarbij de sonde op de aardatmosfeer stuitert als een steentje op een vijver, zodat hij een langere en beter voorspelbare route naar beneden volgt. Bij Artemis 2, verwacht in 2024, maken mensen datzelfde ritje. Bij Artemis 3, later dit decennium, zal Orion bovendien dienstdoen als vervoersmiddel voor de eerste vrouw en de eerste persoon van kleur die voet zetten op de maan.

Uitleg: Erik Laan, onafhankelijk ruimtevaartadviseur werkzaam voor onderaannemers van Esa.

Zon, zout en stroom in de Chileense bergen

Maarten Keulemans

Beeld John Moore / Getty

Een toren hoger dan de Euromast. Eromheen die witte vakjes, als soldaten in het gelid opgesteld rondom de toren. Ziedaar de nieuwe duurzame trots van Chili: de zonnecentrale Cerro Dominador, die dit jaar voor het eerst op vol vermogen draaide.

De vakjes zijn spiegels die meedraaien met de zon en zo het zonlicht naar de bovenkant van de toren kaatsen. Daar verhit de samengebalde warmte een reservoir gesmolten zout, tot rond de 550 graden Celsius. Het zout brengt water aan de kook, waarna de stoom een turbine aandrijft die voor de elektriciteit zorgt. Samen met een verderop gelegen veld vol gewone zonnepanelen wekt de centrale 210 miljoen watt aan stroom op. Indrukwekkend. Hoewel je ook moet beseffen dat er acht Cerro Dominadors nodig zouden zijn om het vermogen van de kolencentrale van Eemshaven te evenaren.

Er is een reden dat het park nogal afgelegen ligt, op 3 kilometer hoogte in de Atacamawoestijn. Veel zon, droogte, en voor de klassieke zonnecellen koelte door de ijle lucht: het zijn precies de ingrediënten waarop zonnecentrales goed draaien. Of zo’n centrale in Nederland kosteneffectief zou zijn, is de vraag. Hoeft ook niet, wij hebben weer andere dingen. Zo hakte men dit jaar de knoop door voor een groot windpark voor de kust van IJmuiden, van 1,4 gigawatt. Dat zijn toch weer zeven Chileense zonnecentrales.

Uitleg: Luana Mazzarella, materiaalwetenschapper, TU Delft

Een stofstorm kan weldadig zijn, al lijkt het er hier in Koeweit niet op

Maartje Bakker

Beeld Yasser Al-Zayyat / AFP

Het ziet er dreigend uit: de universiteitscampus van Koeweit-Stad kan elk moment worden opgeslokt door een enorme stofwolk. Een haboob, zo heet zo’n stofstorm ook wel. Van oorsprong een Arabisch woord, maar ook gangbaar geworden in de wetenschappelijke literatuur.

Haboobs komen in de zomer het vaakst voor. Dan warmt de zon het aardoppervlak extra op, waardoor het temperatuurverschil met de hogere luchtlagen groter wordt en er een sterke, opstijgende luchtstroom ontstaat. Als er los materiaal op de grond ligt, in een drooggevallen meer of rivier bijvoorbeeld, wordt dat stof zo de lucht in geslingerd.

En als het dan op hoogte is, kan het zich over grote afstanden verplaatsen. Zo is bekend dat er, honderden of duizenden kilometers verderop in de oceaan, koralen zijn afgestorven door ziekteverwekkers die met het woestijnstof waren meegekomen.

Soms heeft het stof ook een weldadig effect. Het bevat namelijk voedingsstoffen, zoals ijzer en fosfaat, en dat bevordert op allerlei plekken op de wereld de plantengroei. Of het nu in de landbouw is, waar de gewassen ervan profiteren. Of in de oceaan, waar het fytoplankton erdoor tot bloei komt.

Het zou zelfs kunnen dat het weelderige Amazonewoud zijn bestaan te danken heeft aan zulk woestijnstof. Want de bodem is daar, aan de overkant van de oceaan, allang uitgeput. Maar het stof, inclusief een dosis natuurlijke plantenmest, wordt nog steeds gestaag aangevoerd, vanuit de Sahara.

Uitleg: Jan-Berend Stuut, woestijnstof-onderzoeker, Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee.

De branden worden zelfs de steeneik te veel

Maartje Bakker

Beeld Cesar Manso / AFP

Geen boom Spaanser dan de steeneik. Hele gedichten zijn eraan gewijd, in de loop van de geschiedenis. Door Antonio Machado, die schreef over een boom met een askleurige stam, vol nederigheid en kracht. En door Federico García Lorca, die in zijn kuise schaduw op zoek wilde gaan naar de bron van het leven.

Die boom dus die staat hier te fikken. Op zich is dat niets nieuws. Steeneiken zijn gewend aan vuur, dat er altijd is geweest in het mediterrane landschap waarin ze groeien. Ze hebben bladeren die altijd groen blijven, een stam die water bevat, en dus hebben ze een zekere weerstand tegen brand. En als ze dan toch eens vlam vatten, kunnen ze in principe weer ontspruiten, vanuit de wortel.

Toch is er nu iets veranderd. De branden volgen elkaar op het Iberisch Schiereiland steeds sneller op. Door klimaatverandering wordt het heter en droger, en dat gedurende een langere periode van het jaar. Zo worden de branden zelfs de oude steeneiken te veel. Ze krijgen niet de kans te herstellen en moeten plaatsmaken voor een struikachtiger begroeiing.

En die struiken zijn weer ontzettend licht ontvlambaar. Daardoor komen er steeds meer branden, en minder steeneiken, en nog meer struiken, net zolang totdat een iconisch landschap verdwenen is.

Het is alsof García Lorca het allemaal al voorzag, toen hij dichtte: ‘Mijn grote transcendente pijn, is jouw pijn, steeneik.’

Uitleg: Max Rietkerk, hoogleraar ruimtelijke ecologie en wereldwijde verandering, Universiteit Utrecht.

De watersnood in Pakistan die de klimaattop beïnvloedde

Maarten Keulemans

Beeld Aamir Qureshi / AFP

Daar loop je dan, langs het tankstation. Tot aan je middel in het water, dat afgelopen zomer in Pakistan met bakken naar beneden kwam. De watersnood trof 33 miljoen mensen, eiste bijna 1.500 levens, verwoestte 269 bruggen, beschadigde 18.590 scholen, doodde 750 duizend stuks vee en ruïneerde 18 duizend vierkante kilometer aan landbouwgrond.

Klimaatverandering? Jazeker. Of nou ja, een beetje. De regenval werd weliswaar enigszins verhevigd door het opwarmende klimaat, minstens zo belangrijk is dat Pakistan niet goed op de ramp was berekend. Waarschuwingssystemen functioneerden niet, dijkjes en blokkades waren zelfs weggehaald ten gunste van het vaarverkeer.

Geen klimaatramp pur sang dus, maar iconisch werd ‘Pakistan’ wel. Op de klimaattop in Egypte, drie maanden later, hielp de ramp mee de neuzen dezelfde kant op te krijgen: er moet meer geld komen voor ‘adaptatie’ aan het veranderende klimaat en voor een fonds waarin rijke landen meebetalen aan de schade van klimaatrampen in kwetsbare gebieden.

En Pakistan zelf? Dat heeft zijn lesje wellicht geleerd, na twee watersnoden (de vorige was in 2010). Tijd voor waterwerken en waarschuwingssystemen. Al zou men er goed aan doen ook wat fundamentele knopen door te hakken: welke gebieden zijn essentieel, welke krijgen wat minder bescherming?

Want kijk eens naar die foto: de watersnood leert ook hoe enorm de rampspoed kan zijn van een moesson die door klimaatverandering iets is opgevoerd. Helemaal voorkomen is er in een wereld die nog altijd snel opwarmt steeds minder bij.

Uitleg: Maarten van Aalst, Rode Kruis Klimaatcentrum.

Een windmolen met meer bezoekers dan eigenlijk mag

Bard van de Weijer

Beeld Jens Büttner / DPA

Deze turbine, in Mecklenburg-Voor-Pommeren, is van een ouder type. Dat blijkt uit zijn omvang; een moderne turbine is wel een factor groter dan deze. Ook de fabrikant bestaat niet meer: Bonus. Ze werd in 2004 overgenomen door Siemens, dat inmiddels Siemens Gamesa heet en een van de grootste bouwers ter wereld is.

Wat zien we?

In elk geval iets illegaals: want zoveel mensen in zo’n kleine turbine, van wie sommigen ongezekerd en zonder helm, dat is te onveilig. Vermoedelijk is dit een demonstratieturbine tijdens een open dag.

Het blauwe onderdeel is de transmissie. Die werkt net als in een auto, maar wel andersom: hij verhoogt het toerental van de traag draaiende rotor. Die maakt gemiddeld tien tot twintig omwentelingen per minuut, afhankelijk van de diameter, terwijl de achterliggende witte elektriciteitsgenerator, het best presteert bij hogere snelheden rond de 1.500 toeren.

2022 was trouwens een slecht ‘windjaar’, net als in 2021 woei het minder dan bijvoorbeeld het jaar ervoor. Toch steeg de stroomproductie uit wind met 20 procent, doordat er meer turbines bij kwamen. Ook zijn nieuwe turbines efficiënter, waardoor ze meer energie uit elke zucht wind halen.

Uitleg: Unai Gutierrez Santiago, windonderzoeker bij de TU Delft en transmissiespecialist bij Siemens Gamesa.

Basilicum plukken, 12 meter diep in de zee

Meike The

Beeld Giacomo d’Orlando

Het lijkt wel een buitenaards tafereel, deze grote halve koepels in een oneindige blauwe leegte. In werkelijkheid is de foto gemaakt op de bodem van de zee bij het Italiaanse vissersdorpje Noli, aan de westkant van de Ligurische kust. Zo’n 6 tot 12 meter onder het oppervlak bevindt zich hier de eerste onderwaterboerderij ter wereld: Nemo’s Garden.

Het is een project van de Ocean Reef Group, een bedrijf gespecialiseerd in duikuitrusting, dat een nieuwe duurzame manier van landbouw wil ontwikkelen.

In de koepels, ook wel biosferen genoemd, kweken onderzoekers gewassen, waaronder basilicum, tabak, bijvoet, tijm, oregano, marjolein en citroenmelisse. De plantenverzorgers hoeven alleen naar de bodem te duiken voor het zaaien, oogsten en schoonmaken van de biosferen. De planten krijgen water door condensatie op de binnenwand van de biosfeer. Dit maakt Nemo’s Garden grotendeels zelfvoorzienend.

Maar waarom zou je planten onder water willen kweken? Het lijkt onpraktisch en economisch gekkenwerk. Toch zijn er voordelen aan het kweken in deze biosferen. Het volledig afgesloten systeem kan dienen als een soort onderzoekslab om planten onder extreme uitdagingen te laten groeien. Daarnaast spreekt Nemo’s Garden tot de verbeelding en bewijst het dat de meest bizarre ideeën toch realiseerbaar kunnen zijn.

Uitleg: Leo Marcelis, hoogleraar tuinbouw en productfysiologie aan de Universiteit van Wageningen.

En de winnaar van de kunstwedstrijd is… kunstmatige intelligentie

Laurens Verhagen

Beeld Jason Allen / Midjourney

Op de glimmende vloer van de kerkachtige ruimte bevinden zich enkele figuren, op de rug gezien en gekleed in witte en rode gewaden. In de wand zit een groot rond gat met zicht op een vaag landschap. Het kunstwerk, want dat is het, is gemaakt in een soort magisch-realistische stijl in warme kleuren.

Er is iets bijzonders aan dit werk, genaamd Théâtre D’opéra Spatial, dat dit jaar een hoofdprijs won in een Amerikaanse kunstcompetitie. De maker, Jason Allen, heeft geen kwast of potlood in de hand gehad, geen tube uitgeknepen. Het winnende werk is geheel gemaakt door kunstmatige intelligentie (AI). Allen gebruikte hiervoor het programma Midjourney, dat nieuwe kunstwerken kan fabriceren op basis van tekstopdrachten. Vermoedelijk zal Allen ingrediënten als ‘gedetailleerd, paleis, traditionele Chinese kledij, monniken, gewaden’ hebben ingevoerd.

Dat dit werk won in de categorie Digitaal leidde tot de nodige ophef. De jury, kennelijk onbekend met de naam Midjourney, had niet door dat AI de maker was. Toch is dat vrij makkelijk te zien. Het schilderij kent in de details typische AI-onvolkomenheden. Kijk naar de rechterfiguur in de rode jurk: heeft ze wel een hoofd? En die gewelven kloppen ook niet, terwijl de randen van de ronde opening op een vreemde manier fluïde zijn. Is dat erg? Nee. Maar een aparte categorie ‘AI-kunst’ bij kunstwedstrijden is een goed idee.

Uitleg: Laurens Vreekamp, auteur van The Art of AI en expert in machine learning.

Dans, robot, dans

Simoon Hermus

Beeld Behrouz Mehri / AFP

Het zijn net tienermeisjes, bevroren in een TikTokdansje. Toch verraden de marionettouwtjes aan hun schouders dat het bewegen niet van harte gaat. De foto is genomen op de International Robot Exhibition in Tokio, waar robotmakers hun nieuwste speeltjes tonen. De robot uiterst rechts, van fabrikant Kawasaki, komt op deze expo later nog als een houterig dressuurpaard in actie om op Japanse popmuziek tergend langzaam een parcours met enkelhoge opstapjes af te leggen.

Het gros van de robots die in de economie meedraaien lijkt in vrijwel niets op een mens. Dat is ook niet nodig, want ze hoeven zich niet als een mens te gedragen. Een mens kan heel veel dingen best goed, maar een robot moet juist heel goed zijn in één ding. Ze lijken daarom hooguit op een lichaamsdeel: een arm, een paar benen. Of nee, liever geen benen, want die zijn vreselijk onhandig – lopen als een mens is ongelofelijk complex.

Het is efficiënter om ze op wielen door een magazijn te laten zoeven of ze door het leven te laten gaan als een supergespecialiseerde arm die veel beter boutjes kan aandraaien dan wij. En toch dragen deze robots pruiken en hebben ze leren instappertjes aan. Want dat zien we graag. Zoals God de mens naar zijn evenbeeld schiep, moeten en zullen robots dansen op Taylor Swift.

De hoop voor de toekomst is dat robots ervoor kunnen zorgen dat de vergrijzende bevolking langer zelfstandig kan wonen, dat ze de werkdruk zullen verlagen in ziekenhuizen of mensen bevrijden uit ingestorte gebouwen. Maar vertel op: kunnen ze ook fluiten? En knipogen, en hinkelen? Wow, kijk! Deze kan een backflip!

Uitleg: Anna Salomons, hoogleraar economie (arbeid en ongelijkheid), Universiteit Utrecht.