Openen en sluiten zonder motor

Leeftijd: 9-12 jaar

Duur activiteit (exclusief uitleg): 20 minuten

Introductie

Dennenappels reageren op het weer en kunnen zo openen en sluiten zonder motor.

De zaden van dennenbomen kunnen lange afstanden afleggen door hun propellerachtige vleugels. Hoe verder de zaden komen, hoe beter. Zo hoeven ze niet met de moederboom te concurreren voor zonlicht en voedingsstoffen. De dennenboomzaden zitten verstopt in dennenappels en moeten op het juiste moment los worden gelaten; de zaden moeten rijp zijn, en het mag niet te vochtig of regenachtig zijn. Bij nat weer worden de zaden te zwaar en kunnen ze minder lange afstanden afleggen. Om dit te reguleren, hebben dennenbomen een handig systeem ontwikkeld. Laten we kijken hoe dit werkt!

Voorbereiding activiteit

Voor deze activiteit heb je het volgende nodig:

• Dik papier (A5 formaat)
• Tape
• Schaar
• Bakje water

Pak een dik stuk papier (A5 formaat) en plak een stuk tape over de gehele breedte van het papier. Knip het papier langs de tape af en leg het stuk papier met tape in een bakje met water. Bespreek met elkaar:

• Wat gebeurt er met de vorm? Hoe komt dat?
• Welke laag neemt minder water op, en welke meer?
• Hoe zou de strook op een dennenappel gepositioneerd zijn?

Hoe kunnen dennenbomen op het juiste moment dennenappels openen en sluiten om hun zaden te verspreiden, zonder spieren of zenuwen?

Simpele uitleg

Als een dennenappel nat is, liggen de schubben plat tegen de kegel. Wanneer de dennenappel uitdroogt, buigen de schubben naar buiten en gaat de kegel open. Zo blijven de zaden in de dennenappel beschermd en verspreiden ze zich op het juiste moment.

Uitgebreide uitleg

Elke schaal van een dennenappel bestaat uit twee lagen die van elkaar verschillen in hun vermogen om water te absorberen. Eén laag absorbeert gemakkelijk water en kan opzwellen, waardoor de laag uitzet; de andere laag een stuk minder. De twee lagen zijn stevig met elkaar verbonden. Wanneer het regent zwelt de waterabsorberende laag op, waardoor de andere laag meebuigt. Hierdoor worden de onderliggende zaden beschermd. Wanneer de dennenappel opdroogt verdwijnt de spanning en gaat de dennenappel weer open.

Tegenwoordig kunnen we veel dingen maken die automatisch reageren op veranderende omstandigheden, zoals licht dat alleen aangaat als het donker wordt. Veel van dit soort innovaties vereisen echter complexe sensoren, en hebben constante energietoevoer nodig.

Bij dennenappels is er voor het hele proces van openen en sluiten geen energietoevoer nodig. Het ontwerp van de dennenappel is ingespeeld op de omgeving, en gebruikt lokale omstandigheden (het weer) om te doen wat nodig is. Wat kunnen wij hiervan leren om iets te laten bewegen/van vorm te laten veranderen zonder energietoevoer?

Denk bijvoorbeeld aan nieuwe bouwmaterialen die reageren op een veranderende luchtvochtigheid. Of jaloezieën die bij droge, warme middaglucht vanzelf dichtgaan om schaduw te creëren en te koelen. En wat dacht je van zonnepanelen die de positie van de zon kunnen volgen?

Een bestaande toepassing is kleding waarvan de luchtdoorlaatbaarheid verandert afhankelijk van de luchtvochtigheid. Als het warm/nat is, neemt de doorlaatbaarheid toe en als het koud/droog is, neemt deze weer af.

• Nederlands: Kerndoel 2, Kerndoel 3
• Oriëntatie op jezelf en de wereld: Kerndoel 35, Kerndoel 39, Kerndoel 40, Kerndoel 41, Kerndoel 42, Kerndoel 43, Kerndoel 44

• Je kunt hier meer lezen over hoe dennenappels openen en sluiten.