Mist oogstende stekels
Stekels zijn een van de karakteristieken van cactussen. Stekels zijn gemodificeerde, maar dode, bladeren. De stekelige harde stekels worden in het algemeen gezien als een vorm van verdediging tegen herbivoren. Maar sommige cactussen hebben meer poreuze flexibele stekels. Een groep van internationale onderzoekers vroegen zich af of deze misschien mist water konden oogsten.
Cactussen leven in droge plekken waar regen onregelmatig en schaars is. Maar nachtelijke mist komt er ook voor. Dit kan een ideale waterbron zijn, als de cactussen de mist konden oogsten. Dus de onderzoekers besloten om te onderzoeken of de cactussen dit ook deden.
Ze focuste zich op Turbinicarpus alonsoi, een cactussoort die van oorsprong in centraal Mexico voorkomt, en die poreuze flexibele stekels heeft die als een soort van warrig haar z’n bovenkant sieren. Om de cactussen zogezegd op heterdaad te betrappen, filmde de onderzoekers de cactussen terwijl ze deze blootstelde aan mist. De video bekijkend viel het op dat de gebogen stekels zich in de mist zich langzaam rechtte.
Harmonica celwanden
Dit rechtten was een gevolg van het water dat de stekel opnam. Maar dit was pas het begin, de onderzoekers zagen dat zodra de stekel zich had gerecht, zwaartekracht ervoor zorgde dat het verzamelde water naar de onderkant van de stekel stroomde.
Vervolgens keken de onderzoekers naar wat ervoor zorgde dat de stekels zich rechtte. Wanneer de stekels droog zijn de celwanden van de cellen van de stekels soort van opgevouwen, zoals een harmonica. Maar alleen over de breedte van de stekel, niet in de lengte. Dit opvouwen van de celwanden in een richting zorgt ervoor dat de stekels zich buigen. Maar in mistige omstandigheden absorberen de stekels water. Dit zorgt ervoor dat ze opzwellen wat de ervoor zorgt dat de opgevouwen celwanden zich moeten ontvouwen. Dit op z’n beurt zorgt ervoor dat de stekel zich recht.
Nu, zodra de stekels totaal geabsorbeerd zijn, stroomt het gevangen water naar de onderkant van de stekel, daar waar hij vastzit aan de rest van de cactus. Hier wordt dit water echter niet door het levende weefsel opgenomen. De onderzoekers zagen dat het weefsel hier waterafstotend is. Het water stroomt daarom richting de wortels die uiteindelijk het water opnemen. Dit heeft volgens de onderzoekers als bijkomend voordeel dat het de opnamen van in de grond zittende voedingstoffen verbeterd.
Misschien voornaamste goal
Mist water oogsten lijkt niet alleen een functie te zijn van poreuze flexibele cactus stekels zoals die in deze studie. Eerder studies lieten zien dat niet-poreuze stijve stekels, waarvan vaak wordt aangenomen dat ze een vorm van verdediging tegen herbivoren zijn, ook mist water kunnen oogsten. Omdat cactussen in het algemeen in droge plekken groeien, geeft dit te denken of het oogsten van mist water misschien niet de functie van stekels was die eerst kwam, en verdediging tegen herbivoren pas later.
Naast de verklaring hoe cactussen het voor elkaar krijgen om genoeg water te vinden om te overleven. Kan deze studie ook als inspiratie dienen voor het ontwerpen van mist water oogstende apparaten.
Literatuur
Huss, J.C., Box, F., Zhang, Q., Grömmer, M.A., Antreich, S.J., Ovee, T.A., Louf, J.-F., Schönenberger, J., Williams, D.G., Gierlinger, N., Liu, M. and Hultine, K.R. (2026), Humidity-driven shape morphing enhances fog harvesting in porous cactus spines. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.71648
