Onze oosterburen hebben dit jaar een goede kandidaat voor een Ig-Nobelprijs: de prijs voor serieus wetenschappelijk onderzoek met een flinke knipoog. Fysicus Max Koch van de Universiteit van Göttingen, zelf fervent hobbybrouwer, besloot het openen van een bierfles te onderzoeken met de allerbeste camera’s en geluidsapparatuur. Het resultaat publiceerde hij met collega’s op 18 maart in het wetenschappelijke blad Physics of Fluids.
Koch was benieuwd wat nu precies het typerende geluid veroorzaakt van het openen van een zogeheten beugelfles. Dat is zo’n bierfles die sluit met een witte porseleinen kop, een oranjerood rubberen ringetje en een metalen beugel die je openduwt met je duim. ‘Pwáp’, hoor je dan, gevolgd door een holle ‘klók’.
Koch bestudeerde beugelflesjes van 0,33 liter met daarin zelfgebrouwen gemberbier onder een druk van 2 tot 5 bar: normale waarden in de bierwereld. Die overdruk wordt veroorzaakt door de koolstofdioxide die zich in de drank ophoopt door het gistingsproces, maar niet kan ontsnappen zolang de dop erop zit. Zodra de druk wegvalt, ontstaan er in de vloeistof belletjes van koolstofdioxide, die opstijgen en de drank laten prikkelen en schuimen.
„Hoewel er al veel is gepubliceerd over de fysica van koolzuurhoudende dranken”, aldus het artikel, „bijvoorbeeld over de vorming, beweging en het knappen van de bubbels, is er nog geen onderzoek gedaan naar de geluidsgolven die ontstaan door het openen.” Koch ging daarom zelf maar aan de slag. Hij filmde het openen van de beugelfles met camera’s die tot wel 16.800 beelden per seconde maken. Zijn geluidsapparatuur nam zelfs geluiden waar tot 100 kHz – veel hoger dan de bovengrens van het gehoor.
Video Max Koch
De ‘pwáp’ die je hoort, is niet een enkele schokgolf, ontdekte hij, maar een aanhoudende toon, zij het een héél korte. Die toon ontstaat door de plotselinge uitzetting van het gas in de flessenhals. Tijdens deze zogeheten adiabatische expansie koelt het gas héél even af tot 50 graden Celsius onder nul. In de nauwe hals levert die supersnelle expansie een bijzonder geluidsverschijnsel op: een staande golf. Dat is een golf die zich niet voortbeweegt, maar stilstaat, waarbij er punten zijn die niet trillen (knopen) en punten die maximaal trillen (buiken). Bij een snaar kun je je dat makkelijk voorstellen, maar in een luchtcompartiment kan het dus ook. Koch berekende dat in een computersimulatie, maar zag het ook op de filmbeelden aan de vibraties van de damp.
De geluidsgolf blijft in de flessenhals zo’n 70 milliseconden ‘staan’. Die toon – de ‘pwáp’ – tikt de 120 decibel aan: even luid als een vliegtuigmotor op één meter afstand. Rond onze pijngrens. „Gelukkig gebeurt dat maar heel kort en ín de flessenhals”, verklaart Koch in een e-mail. „Vandaar dat je het niet zo luid ervaart. Bij een kroonkurk ontstaat dit geluid niet: die vervormt tijdens het openen, waardoor de druk geleidelijker afneemt. Bij een champagnefles hoor je het juist wel, zelfs sterker, omdat daarin de druk hoger is.”
Na de ‘pwáp’ volgt een holle ‘klok’. Dat is simpelweg een biergolf die tegen de wand klotst, door de beweging van de fles.
Heeft Kochs onderzoek ergens ook nut..? Jazeker. „Dit was een leuke manier om onze simulatiesoftware te testen.” En, aldus de hobbybrouwer: „Het directe nut zou zijn dat je flessen zo kunt vormen dat elke brouwerij zijn eigen geluid krijgt. Plus natuurlijk dat je aan tafel een goed gespreksonderwerp hebt.”
‘Hoe ben jij verder gegaan met immucura.com?’, vraagt een bezoeker aan een lotgenoot op het forum van de website kanker.nl. De persoon lijdt aan blaaskanker en zegt slecht te reageren op chemokuren en immuuntherapie. Online stuitte hij op de website van Immucura, een kliniek in het Spaanse Marbella waar ze ‘dendritische celtherapie’ (DCT) aanbieden. Dat is een innovatieve vorm van immunotherapie tegen kanker, waarbij de eigen immuuncellen van de patiënt buiten het lichaam worden geactiveerd om kankercellen aan te vallen, in de vorm van een vaccin.
Dat de patiënt online op dit aanbod stuit, is opvallend. In Nederland is de behandeling alleen in onderzoeksverband beschikbaar. In twee ziekenhuizen worden momenteel onderzoeken met het vaccin gedaan.
„Ik heb aanstaande maandag een Zoom-meeting met de arts van Immucura over de DCT”, reageert een ander. „Ik zoek heel internet af, maar kan echt bijna niets vinden.” Iemand zegt het bedrag dat Immucura voor de therapie vraagt, 40.000 euro, wel veel geld te vinden. Weer een ander zegt „weinig goede verhalen” te horen over de kliniek in Marbella. „Wel veel positieve verhalen gehoord over de DCT in Duderstadt, Duitsland.”
Voor patiënten met ernstige, zeldzame en moeilijk te behandelen ziektes, waarvoor al bestaande behandelingen niet werken, ligt valse hoop op de loer. Dat blijkt ook uit de wanhopige zoektocht van de patiënten en naasten op kanker.nl. Louche aanbieders van zogenaamde Advanced Therapy Medicinal Products (ATMP’s), waar ook de dendritische celtherapie onder valt, maken daar dankbaar gebruik van, bleek al enkele maanden geleden toen een groep onderzoeksjournalisten Immucura onder de loep nam. Het Europees Medicijnagentschap (EMA) stuurde deze maand een waarschuwing uit voor niet-geregistreerde ATMP’s die op verschillende plekken in Europa worden aangeboden, „door individuen, bedrijven en klinieken”. Het zou met name gaan om aanbieders van DCT tegen kanker.
Genetische afwijkingen
ATMP’s zijn innovatieve geneesmiddelen waarin levende genen, weefsels of cellen worden gebruikt. De middelen kunnen bijvoorbeeld genetische afwijkingen corrigeren, het immuunsysteem versterken of beschadigde weefsels repareren. Maar ook al is de medische belofte groot, toelating vergt een zorgvuldige afweging. En dat proces is nog gaande. Niet-geregistreerde behandelingen kunnen gevaarlijk zijn en ernstige bijwerkingen hebben, terwijl ze geen positief resultaat opleveren, waarschuwt ook de Inspectie Gezondheidszorg en Jeugd. Én patiënten lopen het risico voor tienduizenden euro’s het schip in te gaan, terwijl ze uit het oog raken van hun behandelend arts in Nederland.
Patiënten vinden op de website van DARE-NL betrouwbare informatie over wat ATMP’s zijn en hoe deze therapieën worden ontwikkeld, zegt Trudy Straetemans, hoofdonderzoeker ATMP’s bij het UMC Utrecht. „DARE-NL heeft een overzicht van studies waarin ATMP’s worden getest in Nederland. Op websites van patiëntenverenigingen kunnen patiënten zien of ze in aanmerking komen voor deelname aan zo’n studie.”
Het is druk onder het afdakje. Alsof al het leven op de binnenplaats van de kleine kliniek in Bougouni er deze ochtend is samengekomen. Vrouwen zitten op houten bankjes, hun haren onder doeken en kleine kinderen hangend aan hun been. Geduldig wachten ze tot de vrouw die achter een tafel zit haar blik over een lange namenlijst heeft laten glijden. Eén voor één dirigeert zij hen naar een gebouw waar een man in witte jas wacht.
Klinisch onderzoeker Mamadou Samassekou is voor hen een bekend gezicht, net als zijn vier collega’s van Mali’s gerenommeerde Malaria Research and Training Center (MRTC), die in naastgelegen kamers zitten, omringd door microscopen, buisjes en stapels papieren. Geroutineerd nemen moeders tegenover hen plaats, hun kind op schoot. „Goedemorgen dokter.”
Sinds 2021 komen de vrouwen hier om de paar maanden langs. De 36-jarige Kanifé Camara komt zelf al langer. Zij is moeder van zes en heeft haar kleindochter op haar rug gebonden. Het meisje naast haar, de ogen strak op de grond gericht, is het tweede kind dat Camara opgaf toen ze hoorde dat opnieuw een malariavaccin in Bougouni zou worden getest. De eerste werd daarna nooit meer ziek, vertelt ze.
Daarmee hebben Camara’s dochters bijgedragen aan een medische doorbraak. Na ruim vier decennia onderzoek en talloze mislukte pogingen gaf de Wereldgezondheidsorganisatie in 2021 goedkeuring aan het malariavaccin RTS,S (Mosquirix), ontwikkeld door de Britse farmagigant GlaxoSmithKline. Twee jaar later volgde R21, van Oxford University en geproduceerd door het Serum Institute of India.
Na succesvolle pilots in Ghana, Kenia en Malawi zijn er nu zeventien Afrikaanse landen die de vaccins in hun nationale vaccinatieprogramma’s hebben opgenomen, zij het in de meeste gevallen nog beperkt. In het begin betrof het voornamelijk RTS,S, inmiddels zijn ook de eerste landen begonnen met R21. Mali, waar tot nu toe alleen studies liepen, voegt zich volgende maand bij dat rijtje. Symbolisch op 25 april, Wereld Malaria Dag.
Dat Afrikaanse landen vooropgaan met de introductie, laat zich gemakkelijk verklaren. Van de 263 miljoen mensen die in 2023 met malaria besmet raakten, kwam het overgrote deel – 94 procent – van het Afrikaanse continent. Dat percentage is nog iets hoger waar het de jaarlijkse doden door malaria betreft, zo’n 600.000 volgens de laatste cijfers van de WHO. De meesten van hen waren nog geen vijf jaar oud.
Hoewel muskietennetten en preventieve tabletjes steeds gangbaarder zijn, zijn die niet overal beschikbaar. En vooral: ze beschermen slechts beperkt.
Epidemioloog Alassane Dicko van de Universiteit van Bamako, een belangrijke voortrekker van het Malinese malariaonderzoek. Foto Nybe Ponzio
Weinig mensen waren dan ook zo opgelucht als Alassane Dicko toen de eerste positieve resultaten van de vaccins binnenstroomden. De 58-jarige hoogleraar epidemiologie en publieke gezondheid aan de Universiteit van Bamako is één van de leidende gezichten van malaria-onderzoek in Mali en een grondlegger van het MRTC. „We hebben zo lang naar een goed vaccin gezocht”, zegt hij met glinsterende ogen. „En nu hebben we er twee.”
Dat is mede te danken aan hem en zijn MRTC-collega’s. Wetenschappers uit Mali en Burkina Faso toonden aan dat door het RTS,S-vaccin het aantal ziekenhuisopnames met zo’n 70 procent afnam, net als de sterfte. De crux hierbij is de timing van de prikken, waarbij rekening werd gehouden met de start van het regenseizoen (in gebieden waar malaria seizoensgebonden is).
Lees ook
Onvolmaakt malariavaccin kan tienduizenden kinderlevens redden
Malariaseizoen
Eerdere resultaten kwamen niet verder dan een bescherming van ongeveer een derde van de kinderen tegen ziek worden. Het kan dus nog veel beter. Mali en Burkina Faso, gelegen in de droge Sahelregio, behoren tot de zwaarst geraakte. Het vaccin werd daar gecombineerd met seasonal malaria chemoprevention-tabletten; een preventief middel dat de WHO in dergelijke gebieden voorschrijft voor kinderen tijdens het malariaseizoen.
De eerste keer dat Dicko en zijn team de resultaten zagen, kon hij het bijna niet geloven. „Maar dat is het fijne aan wetenschap”, zegt de onderzoeker, afkomstig uit het noorden van Mali. „Als de zaken consistent en coherent zijn, dan zijn er geen twijfels.” En hier, zegt hij, was geen speld tussen te krijgen.
De studie werd uitgevoerd samen met de London School of Hygiene and Tropical Medicine en liep oorspronkelijk van 2017 tot 2019, maar werd daarna met nog twee jaar verlengd. In augustus 2021 publiceerde The New England Journal of Medicinede eerste resultaten. Een maand later volgde de definitieve goedkeuring van het vaccin door de WHO. Dicko, geen man van grote woorden, noemt het een „heel emotioneel moment”.
Dat was ook persoonlijk. Dicko verloor een van zijn broers toen ze nog kind waren. Er was destijds geen manier om vast te stellen dat het malaria was, vertelt hij. „Maar zoals mijn moeder het omschreef weet ik zeker dat dat het was. Ze is er nooit overheen gekomen.”
Alle kinderen die in Mali aan de RTS,S-studie deelnamen (bij aanvang waren ze tussen de vijf en zeventien maanden oud) kwamen uit het district Bougouni, een autorit van twee uur ten zuiden van de hoofdstad Bamako door een nu nog droog en zandkleurig landschap. Dat malaria ziekte nummer één is in Mali, met in 2023 een geschatte acht miljoen besmettingen, voelen ze vooral hier in het zuiden.
Als de regens in juni eenmaal beginnen, raken kinderen al snel zo’n vier, vijf, zes keer besmet. Met een sterftecijfer van 24,4 procent, aldus Mali’s Nationale Programma voor de Strijd tegen Malaria, wat te zien is op de begraafplaatsen.
Niet zo gek dus dat het hart van de activiteiten van het MRTC zich hier bevindt, verspreid over drie study sites die zijn ondergebracht bij lokale gezondheidsklinieken, waaronder in Ouéléssébougou en Bougouni. Er zijn er meer, elders in het land, maar die zijn minder groot. En er is het hoofdkwartier op de universiteitscampus in Bamako, waar de laboratoria zich kunnen meten met de betere in de wereld.
Maar het liefst is hij hier, zegt Dicko, terwijl de landcruiser die hem die ochtend kwam ophalen langs uitgestrekte velden richting Bougouni rijdt. De onderzoeker, in een geruit hemd en beige broek, glimlacht. „In Bamako zijn te veel protocollen en vergaderingen.”
In het veld, daar gebeurt het. Dat was ook de filosofie van Ogobara Doumbo, door velen gezien als de vader van het malariaonderzoek in Mali. „Hij is degene die ons allemaal heeft opgeleid”, zegt Dicko. „Hier in Mali, maar ook elders in Afrika. Of dat nou Guinee, Gabon of Burkina Faso was. Hij was ervan overtuigd dat het probleem van malaria niet zou kunnen worden opgelost zonder een bijdrage van Afrikanen zelf.”
Met dat in gedachten richtte Doumbo in 1992 met een collega het MRTC op, waaraan hij leiding gaf tot zijn plotse dood in 2018. Hij was 63 jaar.
Alle inspanningen hadden effect. Werd het onderzoek naar malaria in de beginjaren gedomineerd door wetenschappers uit Europa en de Verenigde Staten, inmiddels drukken hun Afrikaanse collega’s zelf een grote stempel. Bij de opzet van studies, bij het aanvragen van fondsen. „Mali is daar een goed voorbeeld van”, zegt de Nederlandse onderzoeker Matthew McCall. „Ze trekken echt hun eigen kar.”
Lees ook
Zo werkt een malariavaccin op basis van een genetisch gemodificeerde parasiet
Volledig gelijkwaardig
De klinisch microbioloog van het Radboudumc in Nijmegen werkt al jaren samen met het MRTC. Zijn collega Teun Bousema, epidemioloog, leidt met Dicko een onderzoek naar een antistof die moet voorkomen dat mensen met malaria die besmetting weer doorgeven aan muggen. Dat gaat op volledig gelijkwaardige wijze, vertelt Bousema via Zoom: „Vaak zijn de touwtjes in handen van de Malinese onderzoeker en daar waar een techniek of expertise buiten Mali ligt, zijn er samenwerkingen. En zo hoort het natuurlijk ook.”
Op een januari-ochtend is in het laboratorium van het MRTC in Bamako een glimp daarvan op te vangen. Jonge onderzoekers met hemelsblauwe beschermjassen en latex handschoenen turen door microscopen terwijl ze met een pincet op hoog tempo de maag uit muggen verwijderen. Per dertig zijn ze hierheen gebracht uit Ouéléssébougou, in met gaas afgesloten koffiebekertjes en gevoed met het bloed van deelnemers aan de studie.
In de verwijderde maag wordt gezocht naar de aanwezigheid van malariaparasieten – een teken dat de transmissie al dan niet is geblokkeerd. Als de antistof werkt, is het idee, zou die gecombineerd kunnen worden met RTS,S of R21 om de kans op malaria verder te verkleinen. In Nijmegen kijken ze mee met de gegevens die worden verzameld.
Dergelijke samenwerkingen zijn cruciaal, zegt ook Dicko. Wie vaccins wil ontwikkelen, kan niet zonder de kennis en de middelen van westerse partners. Nog niet. Daarom stuurde Doumbo hem ook als student naar de Verenigde Staten, naar de University of Maryland, voor een master in epidemiologie. Bij zijn terugkeer in 2001 stelde Doumbo hem aan als onderzoeker voor hun eerste studie naar een malariavaccin.
Gazen kweekkooi voor malariamuggen in het laboratorium van het MRTC in Bamako.Laboranten checken het bloed onder de microscoop op malariaparasieten. Bloed van vrijwilligers wordt uitgesmeerd op microscoopglaasjes.
Foto’s Nybe Ponzio
Ingewikkelde levenscyclus
Dat vaccin, ontwikkeld door de Amerikaanse National Institutes of Health, werkte anders dan de twee die nu zijn goedgekeurd, zegt Dicko. Dat zit hem in de ingewikkelde levenscyclus van de malariaparasiet (Plasmodium falciparum). Als een besmette mug een mens bijt, belanden enkele parasieten in de bloedbaan. Van daaruit nestelen ze zich in de lever en daarna in de rode bloedcellen. Dat is het moment waarop de koorts opkomt.
Lees ook
‘Vaccin tegen malaria is erg ingewikkeld’
Die verschillende fases maken het moeilijk een effectief vaccin te ontwikkelen, omdat de parasiet snel aan de afweer ontsnapt.
Waar RTS,S en R21 de parasieten proberen te blokkeren in de leverfase, richtte dit vaccin zich op de fase daarna: de rode bloedcellen. „Het was opwindend”, zegt Dicko. „Ik was veel jonger, naïef en optimistisch. We dachten echt dat dit zou werken.” Maar verder dan de fase waarbij het middel op een kleine groep op effectiviteit werd getest, kwamen ze niet. „Het effect was nul.” Toch, zegt de onderzoeker, waren ze niet heel ver.
Inmiddels worden nieuwe varianten van een dergelijk vaccin getest die veelbelovender lijken. Deze zouden uiteindelijk gecombineerd kunnen worden met RTS,S of R21 tot een nieuw vaccin, zegt Dicko. Maar voor nu hebben ze in ieder geval die twee. Daarbij lijkt R21 net iets beter te beschermen dan zijn voorganger.
In een belangrijke laatste studie – voor toelating tot de markt – toonden onderzoekers aan dat R21 jonge kinderen in driekwart van de gevallen beschermt tegen ziek worden van malaria bij een seizoensgebonden toediening (tegen 70 procent voor RTS,S). De resultaten werden begin 2024 in The Lancet gepubliceerd.
De allereerste prik van die studie werd vier jaar geleden in Bougouni gezet, vertelt Dicko trots als de auto het terrein van de kliniek op rijdt. Een meisje van toen net twee. Misschien was het het dochtertje van Kanifé Camara, dat deze ochtend stilletjes naast haar moeder staat. Of de dochter van de 23-jarige Mariam Dambedi, die in een kanten jurk en met sokken in haar slippers voorover buigt voor de stethoscoop van Mamadou Samassekou (37).
De laatste keer dat hij moeder en dochter zag was een half jaar geleden, toen de vijfjarige Ramata haar derde boosterprik kreeg. „Is ze nog ziek geweest?”, vraagt de onderzoeker. Nee, schudt Dambedi. Als ze even later weer buiten staan heeft Ramata een pleister op haar arm en een lolly in haar hand. Dambedi zegt dat ze geen moment bang is geweest voor dit nieuwe vaccin. Haar buren zijn een kindje aan malaria verloren, zegt ze. „Ik was vooral blij dat er íéts was.”
Foto’s Nybe Ponzio
Wat helpt, zegt onderzoeker Sammassekou, is dat het MRTC een goede reputatie onder de inwoners heeft opgebouwd. Zoals met RTS,S, dat eerst in Bougouni en omgeving werd getest en daarna door de WHO werd goedgekeurd.
De huidige studie, waarbij de onderzoekers willen weten hoeveel boosterprikken van R21 nodig zijn voor een duurzame bescherming, loopt tot deze zomer. Ze hopen op nog een verlenging, zegt Dicko. Daarvoor zijn nieuwe fondsen nodig. Maar sinds het aantreden van president Trump in de Verenigde Staten is er minder geld voor de wetenschap. Het verkrijgen van financiering – toch al niet makkelijk – is onzekerder geworden.
„Op dit moment worden we nog niet geraakt”, vertelt Dicko begin maart telefonisch. Maar om te zeggen dat zijn partners bij de National Institutes of Health – die onlangs begonnen honderden lopende onderzoeken en beurzen te beëindigen – gerustgesteld klonken toen hij ze sprak? Dat niet. „Trump is pas net begonnen.”
Liever concentreert Dicko zich op het goede nieuws: de eerste pakweg miljoen doses R21-vaccin die onlangs in Mali zijn aangekomen – later komen er nog een miljoen. Het eerste jaar beperken ze zich met toedienen tot de 19 districten die het zwaarst door malaria worden getroffen, vertelt de onderzoeker. Het jaar daarop breiden ze uit naar 33.
Arts in Bougouni controleert de gezondheid van kinderen die meededen aan een proef met het toen nog experimentele malariavaccin. Foto Nybe Ponzio
Vlak voor het regenseizoen
Mali vaart daarbij zijn eigen koers. Dicko en zijn collega’s willen de prikken zoveel mogelijk timen vlak voor het regenseizoen. Vooral de booster. „We weten dat de effectiviteit dan hoger is.” In andere landen komen in eerste instantie alleen kinderen van rond de vijf maanden in aanmerking en zij krijgen de benodigde boosterprik (na de drie initiële) na een vast aantal maanden.
Ook is Dicko’s doelgroep groter: kinderen van vijf tot zesendertig maanden. Dat zijn de cruciale jaren, zegt hij. „Als je in een dorp echt impact wilt zien, dan moet je álle kinderen beschermen die daar risico lopen. Niet alleen een paar. Dat zorgt ook voor een hogere acceptatie, want mensen zien dat het werkt.”
Dat voornemen zorgde voor de nodige vertraging, zucht de onderzoeker: bij Gavi, de internationale alliantie die landen als Mali helpt bij het verkrijgen van de vaccins, moest men worden overtuigd. „Want het wijkt af van de rest en vereist meer doses.” Maar ze kregen groen licht. En terecht, zegt Dicko tevreden. „Wij baseren ons op wetenschap.” Sommige landen die al zijn begonnen, zeggen Mali nu te willen volgen.
Als je in een dorp echt impact wilt zien, dan moet je álle kinderen beschermen die daar risico lopen
Het verloopt nog niet overal vlekkeloos. Nigeria begon in december. Daar bleek een maand later slechts een fractie van de moeders met hun kind terug te komen voor de tweede prik. Ook elders zakte de opkomst in bij de benodigde herhaalpikken. Een kwestie van goed communiceren, denkt Dicko.
Maar dat weet je pas zeker als je gegevens hebt. Daarom gaan Dicko en collega’s de komende drie jaar twee districten met elkaar vergelijken. In één moeten de moeders zelf met hun kind naar de kliniek komen, aangespoord door spotjes op radio en tv. En in het andere komen zorgverleners bij hen thuis. „Dat laatste is duurder”, zegt Dicko. „Maar als je meer kinderen beter beschermt, is dat het waard.”
De onderzoeker is sowieso optimistisch. Ze hebben hun leven in dienst gesteld van dit moment, zegt hij. Dat het nu zover is, is een droom die uitkomt.
Hoe klein kan een oppervlak in een plat vlak zijn, waarin je een oneindig dunne naald van lengte 1 volledig kunt ronddraaien? Deze vraag werd in 1917 gesteld door de Japanse wiskundige Soichi Kakeya. Met ‘ronddraaien’ bedoelde Kakeya het maken van een continue beweging die de naald terugbrengt naar de oorspronkelijke positie, maar met de uiteinden omgekeerd. Of de lengte van de naald 1 centimeter, voet of shaku is, maakt niet uit – over de eenheid maakt een wiskundige zich niet druk.
Het meest voor de hand liggende oppervlak is een cirkel met een diameter van 1. Binnen zo’n cirkel kan de naald probleemloos rondom zijn middelpunt draaien. Maar qua grootte is de cirkel verre van optimaal: de oppervlakte van een cirkel met diameter 1 is gelijk aan π/4, afgerond 0,785.
Binnen een gelijkzijdige driehoek met hoogte 1 (de zijden hebben dan lengte 2/√3) kan de naald ook alle kanten op roteren. De oppervlakte van zo’n driehoek is ongeveer 0,577, een winst van meer dan 0,2. Een nog kleiner oppervlak is een deltoïde, een soort driehoek met ingedeukte zijden. De oppervlakte hiervan is met π/8 (ongeveer 0,393) half zo groot als de cirkel met diameter 1. Kan het nóg zuiniger?
Het antwoord luidt: ja. En hoe. De Russische wiskundige Abram Besikovitsj bewees dat er oppervlakken bestaan die ‘willekeurig klein’ (maar wel positief) zijn, maar waarbinnen een naald van lengte 1 toch volledig kan ronddraaien. Via een ingenieuze constructie is het mogelijk om altijd een oppervlak te vinden dat zo klein is als je maar wilt. Een oppervlakte van 0,1? Het kan. Een oppervlakte van 0,01? Kan ook. Het ‘besikovitsj-oppervlak’ is een grillige vorm die stapsgewijs ontstaat en bij elke stap kleiner wordt, maar waarin de naald toch altijd in alle richtingen kan draaien.
Wiskundige curiosa
Op het eerste gezicht lijken Kakeya’s naaldprobleem en Besikovitsj’ oplossing weinig meer dan wiskundige curiosa. Er zijn echter verrassende connecties met de getaltheorie, combinatoriek, fourieranalyse en mathematische fysica. Wat betreft toepassingen speelt het naaldprobleem onder meer een rol in het begrijpen van hoe golven zich verspreiden.
In de oorspronkelijke formulering van Kakeya gaat het erom dat de naald volledig kan ronddraaien. Een meer algemene vraag is: wat is het kleinste oppervlak waarbinnen de naald in elke richting kan wijzen? De aanvankelijke eis dat de naald hierbij een continue draai-en-schuifbeweging moet maken, vervalt. In de vorige eeuw was dit probleem het begin van een stuk diepe wiskunde. Het leidde tot de ontwikkeling van een nieuw vakgebied: de geometrische maattheorie.
Als je een naald in elke richting neerlegt, krijg je een configuratie die wiskundigen een ‘kakeya-verzameling’ noemen. Hoe meer de naalden overlappen, hoe kleiner de kakeya-verzameling. Besikovitsj bewees dat er een kakeya-verzameling bestaat die de wonderlijke eigenschap heeft dat de oppervlakte ervan nul is. Hetzelfde deed de Rus voor de driedimensionale ruimte, en zelfs voor nog hogere dimensies. Besikovitsj liet zien dat er een of andere bizarre driedimensionale figuur bestaat, die bijna onzichtbaar is omdat het volume ervan nul is, maar waarbinnen een naald van lengte 1 wel alle kanten op kan wijzen.
Dit tegenintuïtieve resultaat leidde ertoe dat wiskundigen gingen nadenken over de vraag hoe een driedimensionale kakeya-verzameling de ruimte vult. Net als een ‘gewoon’ driedimensionaal object, zoals een kubus of een bol? Of op een afwijkende manier, vanwege de bizarre vorm? Het eerste, blijkt. Dat hebben de wiskundigen Hong Wang (New York University) en Joshua Zahl (University of British Columbia, Canada) bewezen in een artikel van 127 pagina’s, dat ze in februari plaatsten op de preprintserver arXiv. Dit artikel is het slotstuk van een trilogie over dit onderwerp, waaraan het tweetal in 2021 begon. De eerste twee artikelen samen beslaan ook nog eens ruim honderd pagina’s abstracte wiskunde.
Gebroken waarden
In de eerste helft van de vorige eeuw ontwikkelden wiskundigen als Felix Hausdorff manieren om te ‘meten’ hoe figuren een oppervlak of een ruimte vullen. Ze zagen in dat ‘dimensie’ een veel rijker en flexibeler begrip is dan tot dan toe werd gedacht. Bij dimensie 1 denk je aan een lijn, bij dimensie 2 aan een plat vlak en bij dimensie 3 aan de ruimte zoals ons universum.
Vanaf dimensie 4 is een visualisatie onmogelijk, maar als je bedenkt dat een punt op een plat vlak met twee coördinaten kan worden beschreven en een punt in de driedimensionale ruimte met drie coördinaten, dan is het geen moeilijke stap om een tiendimensionale ruimte op te vatten als een verzameling punten die met tien coördinaten beschreven kunnen worden. Hausdorff ging nog een stap verder en vond een manier om dimensies niet alleen in hele getallen uit te drukken, maar ook in gebroken waarden, zoals 1,58 of 2,71.
Als de zijden van een ‘gewone’ tweedimensionale figuur, zoals een vierkant, met een factor drie worden verkleind, dan passen negen kopieën van deze verkleiningen in het origineel. En maak je alle zijden van een driedimensionale kubus drie keer zo klein, dan passen 27 van zulke blokjes in de aanvankelijke kubus – denk maar aan een rubikskubus. Voor een kubus in n dimensies zijn er 3n kleinere kopieën nodig om het origineel te vullen – de exponent geeft precies de dimensie aan.
Niet elke figuur op een plat vlak is zo ‘gewoon’ als een vierkant, en niet elke figuur in de ruimte is zo ‘gewoon’ als een kubus. De hausdorffdimensie is een maat voor hoe fractals – figuren waarbij je eindeloos kunt inzoomen en daarbij steeds hetzelfde patroon ziet – zich in een vlak of in de ruimte verspreiden. Een bekend voorbeeld is de ‘kochsneeuwvlok’, in 1904 bedacht door de Zweedse wiskundige Helge von Koch.
De kochsneeuwvlok ontstaat door te beginnen met een gelijkzijdige driehoek en elk van de drie zijden in drie gelijke stukken te verdelen. Vervang elk middelste segment door twee zijden van een nieuwe gelijkzijdige driehoek, zodat een zeshoekige ster ontstaat. Herhaal dit proces oneindig vaak voor elk van de nieuwe zijden: deel ze in drieën en vervang elk middelste segment door een gelijkzijdige uitstulping.
De kochsneeuwvlok bevindt zich in een plat – dus tweedimensionaal – vlak. Maar de hausdorffdimensie van deze sneeuwvlok is kleiner dan 2. Met de kochsneeuwvlok is namelijk iets eigenaardigs aan de hand. In elke stap wordt elk lijnstuk vervangen door vier kopieën die drie keer zo klein zijn als het oorspronkelijke lijnstuk. Dus als we de sneeuwvlok kunnen opbouwen uit kleinere kopieën, dan zouden we er 3d van nodig moeten hebben. Hierbij is de exponent d de dimensie van de sneeuwvlok. Aangezien er vier kopieën nodig zijn voor de kochsneeuwvlok, is d het getal dat de vergelijking 3d = 4 oplost. Deze waarde is niet geheel, maar een getal met oneindig veel cijfers achter de komma – afgerond 1,26. Dit is de hausdorffdimensie van de kochsneeuwvlok.
Een vergelijkbare figuur is de ‘mengerspons’, in 1926 beschreven door Karl Menger. De mengerspons ontstaat door een kubus op een bepaalde manier uit te hollen, via een reeks stappen die vergelijkbaar zijn met het procedé van de kochsneeuwvlok. Het volume van de spons is nul en de hausdorffdimensie is de oplossing van de vergelijking 3d=20: ongeveer 2,73.
Versplinterde vorm
Een van de grote vragen in de geometrische maattheorie was: wat is de hausdorffdimensie van een kakeya-verzameling? In een plat vlak is de hausdorffdimensie 2 – dat werd al in 1971 bewezen. Het driedimensionale analogon bleek veel moeilijker te onderzoeken. De wonderlijke vorm waarbinnen een naald alle kanten op kan wijzen is ingebed in de driedimensionale ruimte, maar de hausdorffdimensie zou – vanwege de versplinterde vorm – best kleiner dan drie kunnen zijn, net zoals dat bij de mengerspons het geval is.
In 1995 werd bewezen dat de hausdorffdimensie van zo’n kakeya-verzameling in elk geval niet kleiner kan zijn dan 2,5. Vier jaar later werd dit resultaat licht verbeterd door drie wiskundigen, onder wie Terence Tao, die zou uitgroeien tot een van de meest gevierde wiskundigen van deze tijd. Het drietal bewees dat de hausdorffdimensie strikt groter moet zijn dan 2,5.
Maar hoeveel groter? Is de hausdorffdimensie ‘zo groot mogelijk’, dat wil zeggen: gelijk aan de dimensie van de ruimte waarin de figuur is ingebed, drie dus? Of ligt de hausdorffdimensie ergens tussen de tweeënhalf en drie in? Dát is de vraag die nu door Wang en Zahl is beantwoord: de hausdorffdimensie is 3. Geen gebroken dimensie dus. Dit betekent dat de vorm, ondanks zijn extreem gefragmenteerde structuur, enkele van de bekende eigenschappen heeft van een alledaags driedimensionaal object. Als je een kakeya-verzameling wilt opvullen met kleinere kopieën van zichzelf, dan is het aantal benodigde kopieën gelijk aan de verkleiningsfactor tot de macht 3 – net als bij een kubus.
De twee wetenschappers bewezen hun resultaat ‘uit het ongerijmde’. Áls er een kakeya-verzameling met gebroken dimensie zou bestaan, dan zou die onmogelijke eigenschappen moeten bezitten. Direct nadat het bewijs online kwam, reageerde Terence Tao op zijn blog enthousiast: „Hong Wang en Joshua Zahl hebben een preprint gepubliceerd die het driedimensionale geval van het beruchte Kakeya-verzamelingsvermoeden oplost!” Hij spreekt van „een spectaculaire vooruitgang”, waarbij niet alleen ideeën uit de bestaande literatuur worden gebruikt, maar ook nieuwe ideeën, die Tao „opmerkelijk geavanceerd en delicaat” noemt.
Was het antimoon dat Wolfgang Amadeus Mozart de das omdeed? Toegediend door zijn eigen arts? De Britse arts, farmacoloog en muziekliefhebber Ian James was daarvan overtuigd. Hij deed zijn theorie in oktober 1991, 200 jaar na Mozarts dood, uit de doeken in een toespraak voor de door hem opgerichte British Association for Performing Arts Medicine.
Mozart had reuma en in de 18e eeuw was antimoon onderdeel van de gangbare behandeling hiertegen, betoogde James. De bijwerkingen die rond het overlijden van de componist zijn genoteerd zouden passen bij antimoonvergiftiging: flauwvallen, gezwollen handen en voeten, depressie, uitputting, bleke huid, etterende wonden en nierschade.
Antimoon (nummer 51 in het periodiek systeem) is een broos metaal en wordt voornamelijk gewonnen uit het mineraal stibniet. Daar is ook het symbool voor het element van afgeleid: Sb. Gemalen tot een zwart poeder werd stibniet al in het oude Egypte gebruikt om zwarte lijntjes rond de ogen te tekenen.
Antimoon is giftig maar is lange tijd gebruikt om te genezen. De Middeleeuwse geneeskunde draaide om het evenwicht van vier levenssappen: bloed, slijm, gele gal en zwarte gal. Pillen van antimoon werden gebruikt als laxeermiddel en om braken op te wekken. De pillen waren kostbaar, dus nadat ze het lichaam verlaten hadden werden ze afgewassen en hergebruikt. Zo’n pil gold zelfs als erfstuk.
De pillen raakten later in onbruik, maar het idee dat antimoon goed was om ziekte uit te drijven nog niet. In de 17e eeuw werd het idee toegepast door wijn in een beker van antimoon een nachtje te laten staan en vervolgens op te drinken. Nu speelt antimoon alleen nog een rol in de antroposofische geneeskunde, stibiumzalf is bijvoorbeeld te koop als middel tegen aambeien.
Tegenwoordig wordt antimoon onder meer gebruikt als brandvertrager in plastics, zoals in brandwerende polyester kleding. In de jaren 90 ontstond maatschappelijke onrust rond antimoon. In matrasbeschermers zou antimoon wiegendood veroorzaken, maar dit verband is later ontkracht. Een decennium later raakte de aanwezigheid van antimoon in kleding en speelgoed wederom controversieel door een rapport van Greenpeace, ook al bleven de aangetroffen hoeveelheden binnen de limiet.
Dat een giftige stof in een product zit betekent niet dat het ook een risico is voor de gezondheid. Het gaat om de dosis die je binnenkrijgt. In de alledaagse omgeving is het risico op antimoonvergiftiging miniem, blijkt uit overzichtsstudies. Ook brandweerlieden die voortdurend kleding dragen met veel antimoon bleken geen risicovolle hoeveelheden in hun lichaam te hebben.
Tot slot nog even over Mozart. Hij overleed in 1791 op 35-jarige leeftijd in Wenen. Over de doodsoorzaak zijn sindsdien talloze theorieën geopperd. In reactie op de antimoon-theorie van James kwam een Australische arts met de suggestie dat Mozart overleed aan een streptokokkeninfectie. Op dat moment leden in Wenen veel mensen hieraan, en Mozart was nou eenmaal vatbaar voor ziektes. Volgens een wildere theorie zou Mozart vergiftigd zijn door zijn rivaal, Antonio Salieri. Dat verhaal kreeg populariteit door de film Amadeus uit 1984. Maar definitief bewijs – voor welk van de theorieën dan ook – ontbreekt vooralsnog.
Een blikseminslag kan een boom flink beschadigen of zelfs doden, maar sommigen gedijen er juist bij. Dat concluderen ecologen van onder andere het Amerikaanse Cary Institute of Ecosystem Studies. Ze ontdekten dat de Dipteryx oleifera bliksembestendig is en er zelfs indirect voordelen van ondervindt. De tropische boom, lokaal ook wel ‘almendro’ genoemd, groeit in Midden-Amerika en behoort tot de vlinderbloemigen. Het onderzoek verscheen deze week in New Phytologist.
Naar schatting sterven honderden miljoenen bomen per jaar door blikseminslag. Vooral rond de evenaar, in de tropen, onweert het vaak. Ecologen onderzochten 93 individuele tropische bomen in Panama die door de bliksem geraakt waren: negen Dipteryx oleifera-bomen en 84 bomen van andere soorten. De blikseminslagen werden opgenomen door camera’s, de schade aan de bomen bestudeerden de onderzoekers vanaf de grond en met drones vanuit de lucht. De almendro-bomen raakten slechts licht beschadigd door een directe blikseminslag, geen enkele stierf. Dat is opvallend, want de andere 84 bomen waren zwaargehavend: ze verloren per inslag 5,7 keer zoveel bladeren van hun kruin en meer dan de helft stierf binnen twee jaar.
Beter af
De almendro-bomen bleken na de blikseminslagen zelfs beter af dan ervoor. Doordat omringende bomen het veld ruimden, kregen ze namelijk toegang tot meer licht en ruimte. Gemiddeld ruim negen naburige bomen legden per blikseminslag het loodje doordat de elektrische ontlading via takken, klimplanten of de lucht oversprong. Ook verminderde de blikseminslag de hoeveelheid klimplantplagen in de almendro met bijna tachtig procent, waardoor er meer licht en voedingsstoffen beschikbaar kwamen voor de bomen zelf. De onderzoekers schatten dat een Dipteryx oleifera – die honderden jaren oud kan worden – gemiddeld elke 56 jaar direct getroffen door de bliksem. Elke inslag is voordelig voor de boom. De onderzoekers schatten dat deze bliksembestendigheid ervoor zorgt dat de boomsoort tijdens zijn levensduur maar liefst veertien keer zo veel kans heeft om zich voort te planten.
„Het is erg interessant dat het gelukt is om te demonstreren dat deze boomsoort indirect kan profiteren van blikseminslag”, reageert ecoloog Bianca Zoletto, die zelf promotieonderzoek doet aan Wageningen University en Research naar bliksem en tropische bomen, maar dan in Centraal-Afrika. Ze kent de onderzoekers goed – de wetenschappelijke wereld van blikseminvloed op bomen is klein – maar heeft zelf niet aan dit specifieke onderzoek meegewerkt. „Ik zie ook in Oeganda dat sommige bomen vaker getroffen worden en maar heel weinig schade hebben. Dat het de competitie doodt en daardoor een voordeel heeft, is gezond verstand. Maar het is lastig te kwantificeren.”
Bliksem aantrekken
Het bos in Panama is het enige tropische regenwoud ter wereld waar de inslagen met camera’s geobserveerd worden, legt Zoletto uit. „Ik denk dit onderzoek het fenomeen goed ondersteunt met sterke data. Een sterk punt is dat het werd uitgevoerd op Isla Barro Colorado, een van ’s werelds best bestudeerde tropische bospercelen, waar langetermijndata over boomsterfte, de impact van lianen, soortendemografie, etcetera beschikbaar zijn.”
De bijzondere bomen zouden vanwege de voordelen zelfs zo aangepast zijn dat ze bliksem aantrekken, denken de onderzoekers. Door hun hoogte en wijde kruinen kan de kans tot bijna zeventig procent groter zijn dat ze getroffen worden dan voor een boom van gemiddelde hoogte en kruingrootte. Naast de almendro vonden de onderzoekers nog zeven ‘potentieel bliksemtolerante’ soorten. De onderzochte aantallen waren te laag om dezelfde conclusies te trekken als voor de almendro, maar de ecologen vermoeden dat langlevende, grote bomen in het algemeen (indirect) baat hebben bij een blikseminslag.
Wat boomsoorten bliksembestendig maak, is nog onduidelijk. De elektrische weerstand van hout kan een rol spelen, vertelt Zoletto: hoe lager, hoe minder warmte er vrijkomt die de boom bij een blikseminslag kan beschadigen. De onderzoekers vermoeden dat dit bij de almandro-boom het geval is, maar hard bewijs ontbreekt. Anderzijds kan ook juist een erg hoge weerstand voordelig zijn, omdat de inslag dan door planten op de stam kan in plaats van door de boom zelf. Een andere hypothese is dat schorseigenschappen een laag water rond de stam kunnen vormen, wat ook een makkelijkere weg is voor de bliksem dan de boom zelf, aldus Zoletto. „Maar hoe het precies werkt, heeft niemand nog kunnen aantonen.”
Het gaat slecht met de Nederlandse libellen. Tussen 2008 en 2024 zijn de populaties met ruim een kwart afgenomen. Zelfs algemene soorten als het lantaarntje en de paardenbijter hollen achteruit, blijkt uit cijfers die het Centraal Bureau voor de Statistiek en de Vlinderstichting donderdag bekendmaakten.
Libellen staan bekend als pijlsnelle, geduchte jagers. Hun ogen bestaan uit tienduizenden facetten (ter vergelijking: een vlieg heeft er ‘maar’ een paar duizend) en hun vier vleugels kunnen ze onafhankelijk van elkaar bewegen. In tegenstelling tot andere insecten weten ze hun prooien vrijwel áltijd foutloos uit de lucht te vangen.
In Nederland komen 64 libellensoorten voor, die zich regelmatig voortplanten, vertelt Roy van Grunsven, die vanuit de Vlinderstichting bij de langjarige monitoring betrokken was. „Van 47 soorten hadden we genoeg betrouwbare gegevens om voor onze analyse te gebruiken.” De cijfers zijn verzameld door vrijwilligers, die op 500 plekken in Nederland tweewekelijks tellingen doen langs een vast traject.
Waterkwaliteit
Een tijd leek het juist bergopwaarts te gaan met de Nederlandse libellen, zegt Van Grunsven. „Soorten die bij stromend water leven zagen we sinds de jaren negentig in aantal toenemen doordat de waterkwaliteit verbeterde.” Het grootste deel van hun leven brengen libellen door onder water: soms wel jarenlang overleven ze daar als larve, om vervolgens enkele maanden als volwassen ‘imago’ rond te vliegen. „Maar die toename is inmiddels gestagneerd, en de laatste jaren zien we bij allerlei soorten dus juist de aantallen kelderen.” Juist omdat ze zo afhankelijk zijn van zoet water weten we dankzij hun aanwezigheid hoe het met plasjes en sloten gesteld is, voegt hij toe. „Dat ze verdwijnen betekent ook dat het daarmee niet goed gaat.”
De grootste bedreiging voor libellen is momenteel klimaatverandering. „Droogte en opwarmend water zijn funest, zeker voor koudeminnende soorten zoals de groene glazenmaker, de noordse winterjuffer en de maanwaterjuffer. Die laatste soort was 30 jaar geleden heel gewoon in Oost en Zuid-Nederland, maar is in de afgelopen twaalf jaar met meer dan 95 procent in aantal afgenomen.”
Wamteminnende soorten
De daling is niet alleen in Nederland te zien. „Vrijwel in heel Europa zie je een vergelijkbare trend, behalve in het noorden van Scandinavië en hoog in de Alpen.” Er zijn ook enkele warmteminnende soorten die in Nederland juist toenemen, zoals de zuidelijke keizerlibel en de vuurlibel, maar daarvan vlakt de groei de afgelopen jaren wel af. „Over het algemeen is de libellentrend sterk dalend, met 28 procent afname sinds 2008. En dat geldt dus ook voor de meest algemene soorten. Vergelijk het met een soort als de huismus of de gewone pad. Die zie je nog wel, maar wel in veel lagere aantallen dan voorheen.”
Ook Vincent Kalkman maakt zich zorgen. Als libellenspecialist bij Naturalis Biodiversity Center ziet sinds een jaar of zeven de aantallen achteruithollen. „Het meest frappante voorbeeld is de zwarte heidelibel, die in de jaren negentig nog gold als een indicator voor verzuurde vennen: als je hoge aantallen van die soort zag was het ven erg verzuurd. Nu is die tot voor kort algemene soort schaars geworden en zou die zelfs in de komende twee decennia weleens helemaal kunnen verdwijnen.”
Dat libellen snel reageren op veranderingen, komt volgens Van Grunsven door hun mobiliteit. „Als de leefomstandigheden verslechteren zijn ze zo vertrokken – veel sneller dan planten bijvoorbeeld. Maar ze kunnen ook snel terugkomen als het weer goed is.”
Van celstructuren tot bacteriën: al sinds Antoni van Leeuwenhoek in de zeventiende eeuw allemaal ‘kleine dierkens’ zag wriemelen is de microscoop niet meer weg te denken uit de wetenschap. Toch staat het instrument zélf zelden in de spotlights.
Daar moest verandering in komen, volgens het enige microbenmuseum ter wereld – het Amsterdamse Micropia, dat afgelopen najaar het 10-jarig jubileum vierde. Samen met Nikon organiseren ze daarom nu een tijdelijke microscopenexpositie.
Die samenwerking ligt er wat dik bovenop, en dat is meteen het grootste nadeel. Nikon wil graag meer ruchtbaarheid geven aan het feit dat het niet alleen op cameragebied maar ook op microscopengebied een lange staat van dienst heeft: 100 jaar geleden lanceerde het bedrijf de eerste eigen microscoop, Joico (met een vergroting tot 765×). Die is ook in de tentoonstelling te zien, net als diverse andere microscopen. Maar omdat Nikon alleen lichtmicroscopen produceert, wordt er met geen woord gerept over die ándere belangrijke wetenschappelijke doorbraak: de uitvinding van de elektronenmicroscoop, waardoor vakgebieden als virologie en nanotechnologie een enorme impuls kregen. Het onderwerp wordt, kortom, wat eenzijdig belicht. Ook had de tentoonstelling best een groter oppervlak mogen beslaan dan alleen het (excusez le mot) microscopisch kleine hoekje van het museum.
Microscopenverzamelaar
Toch is een bezoek aan de tentoonstelling de moeite waard, zeker in combinatie met de rest van het museum (inclusief de wand met honderden petrischaaltjes vol huis-tuin-en-keukenmicroben). Naast informatie over onder meer de verschillende contrasttechnieken en een video over de geschiedenis van de microscopie (de eerste microscoop van Van Leeuwenhoek vergrootte tot 275×) is een deel van de verzameling van Uli Koch te zien. Die Duitse Nikon-fan heeft in de afgelopen 45 jaar een collectie met de meest bijzondere microscopen opgebouwd, waaronder bijvoorbeeld een compact model uit 1958 (gebruikt op Antarctica en in de ruimte) en een 40 kilo zwaar bakbeest uit 1964 waarmee opnames van levende cellen te maken waren (en die volgens Koch destijds even duur was als twee Volkswagen Kevers).
Ook leuk zijn de foto’s en video’s uit de Small World Competition van Nikon, een wedstrijd die sinds 1975 wordt georganiseerd en toont hoe mooi de wereld er door een lichtmicroscoop kan uitzien. De bekende Nederlandse microfotograaf Wim van Egmond vertelt in een video onder andere hoe hij de celdeling van sieralgen wist vast te leggen en hoe hij de geboorte van een watervlo filmde zónder het dier daarbij plat te drukken onder het dekglaasje van de microscoop. Andere prijswinnende beelden tonen de microfauna in termietendarmen en tumoren in een muizenbrein.
Het land wankelt aan de afgrond, de jeugd wordt geïndoctrineerd met „on-Amerikaanse” propaganda, universiteiten zijn ‘woke’ bolwerken geworden – en dat is allemaal de schuld van DEI, ‘knettergekke’ programma’s ter bevordering van diversiteit, gelijkheid en inclusie.
Hij heeft het niet precies zó gezegd, maar dat is wel de boodschap van Donald Trumps tirade tegen het beleid van diversity, equity en inclusion (DEI) dat progressieve bestuurders hebben ingesteld bij overheden, op universiteiten en in bedrijven.
Meteen na zijn aantreden heeft de MAGA-president dan ook een streep gezet door alles wat met DEI te maken heeft bij de federale overheid. Het onderwijs kwam daarna aan de beurt, met het intrekken van federale subsidie als pressiemiddel.
Trump is niet de eerste revolutionaire populist die het hoger onderwijs wil ontdoen van ‘woke’ ideeën en het weer op ‘patriottische’ leest wil schoeien. Partijgenoten in Florida, Texas en tal van andere staten gingen hem voor. Trump surft mee op een golf anti-DEI-sentiment die al vijf jaar door Amerika rolt.
Progressieve bedilzucht
Voor veel Amerikanen, van behoudend tot extreem-rechts, zijn die drie letters symbool gaan staan voor iets heel anders: progressieve bedilzucht, betweterij en onverdiende bevoordeling. Dat is het succes van een campagne die de afgelopen jaren op stoom kwam en diversiteitsbeleid framet als ‘anti-wit racisme’.
Die aanval is een backlash tegen twee andere bewegingen die het maatschappelijk debat beheersten. Ten eerste de Black Lives Matter beweging die, na de politie-moord op George Floyd in 2020, het racisme van de Amerikaanse samenleving aan de orde stelde. Ten tweede: de trans beweging, die traditionele rolpatronen en hierarchieën op losse schroeven zette. Allebei met vertakkingen naar linkse maatschappijkritiek aan de universiteiten.
Voeg daarbij de groeiende kloof tussen lager en hoger opgeleiden en het DEI-beleid van Amerikaanse top-universiteiten – waar aankomende studenten wordt gevraagd wat ze denken bij te dragen aan de diversiteit van de instelling – en de cocktail is gereed om door rechts geschud te worden: ‘DEI’ als symbool van alles wat er mis is met het land.
Heuse industrie
Voorkeursbeleid dateert in de VS van lang geleden – onder meer voor veteranen of mensen met ernstig letsel – maar in de huidige vorm, als bevordering van de emancipatie en participatie van vrouwen en etnische minderheden, kreeg het vaart vanaf de jaren tachtig en negentig. Rond DEI groeide een heuse industrie van bureaus die cursussen en trainingen aan bieden. Volgens Time ging daar in 2003 zo’n acht miljard dollar in om. Tegelijk stak scepsis de kop op over het effect ervan: niet-witte Amerikanen bleven ondervertegenwoordigd aan universiteiten.
Twee jaar geleden boekte de anti-DEI-campagne haar voorlopig grootste succes. In Florida, thuisbasis van Trump, tekende gouverneur Ron DeSantis een wet die DEI verbood in het openbare hoger onderwijs. Hij beloofde veel meer, een pakket wetgeving dat zou afrekenen met ‘woke’ in scholen en aan universiteiten. „Florida is de plaats waar woke komt om te sterven”, juichte hij. Dat trof vooral genderstudies en critical race theory, onderzoek naar raciaal onrecht. Ook dat is een steen des aanstoots, zeker sinds The New York Times, de krant van liberal Amerika, in 2019 het project ‘1619′ lanceerde, waarin de aankomst van de eerste slaven in Virginia in dat jaar geldt als het ‘ware’ begin van de Vernigde Staten.
Stop Woke Act
DeSantis’ offensief verliep niet zonder slag of stoot. Een federale rechter haalde in 2024 een streep door een deel van zijn ‘Stop Woke Act’ (officieel: de ‘Individuele Vrijheid Wet’). Een totaal verbod op cursussen over diversiteit was volgens de rechter in strijd met de Grondwet. Ook het electoraat raakte uitgekeken op de constante war on woke.
Toen kwam Trump terug. Zijn herverkiezing vorig jaar bracht nieuwe revolutionaire energie.
Sinds 2020 hebben inmiddels veertien staten wetten aangenomen die DEI in publieke instellingen verbieden of inperken. De verdeling is duidelijk regionaal-politiek gekleurd: alle zijn staten in het Republikeinse Zuiden en het Westen waar woke veelal wordt gezien als import uit decadente streken. Tal van andere staten hebben zulke wetten in behandeling of voorbereiding.
Wat in de hevigheid van die culture war ten onder gaat, is een zakelijke weging van DEI. Ook in progressieve kringen leven twijfels aan de effectiviteit van DEI-programma’s. Volgens onderzoeker Frank Dobbin, die diversiteitstrainingen in het bedrijfsleven onderzocht, is er geen bewijs dat overwegend individuele cursussen een positief effect hebben. Hij ziet veel meer in gerichte werving van divers personeel. Hetzelfde zou gelden voor universiteiten.
Florida is de plaats waar woke komt om te sterven
De anti-DEI-wetten en de manier waarop Trump universiteiten nu financieel onder druk zet om hun onderwijs te ‘zuiveren’ zullen wél effect hebben, waarschuwen critici, en grote schade toebrengen aan de academische vrijheid en aan de vertegenwoordiging van minderheden in het hoger onderwijs, met name die van zwarte Amerikanen.
Geïnspireerd door Trumps hardhandige zuivering van de federale ambtenarij heeft gouverneur DeSantis laten weten in Florida een eigen variant te willen opzetten van Elon Musks DOGE, om „ideologische study stuff” uit het universitaire curriculum weg te snijden. Wie „bepaalde onderwerpen” wil, gaat maar naar Berkeley in Californië, zei hij.
Trump, doodgraver van DEI, is nu de cheerleader van een ideologische contrarevolutie die in het onderwijs naar een hoogtepunt toegroeit – met bijbehorende bijltjesdag.
De ene ontbossing is de andere niet. Grootschalige houtproductie, omvorming tot landbouwgrond, de aanleg van wegen, een nieuwe goudmijn, kleinschalige kap, bomen die omwaaien of in vlammen opgaan tijdens een bosbrand: er zijn allerlei varianten denkbaar. Maar als het gaat over verdwijnend bos, dan worden al die nuances algauw op een hoop geveegd, zegt promovendus Bart Slagter. Dus de afgelopen jaren heeft hij, aan de Wageningen Universiteit, precies dáár verandering in gebracht, met de ontwikkeling van een nieuw, zelflerend computermodel voor tropische bossen. „Lang niet al het bosverlies is permanent. Dus om te weten hoe vergaand de gevolgen zijn, bijvoorbeeld in termen van CO2-uitstoot, heb je nauwkeurige gegevens nodig.’”
Voor zijn onderzoek gebruikt Slagter verschillende satellietbeelden, zoals radar en infrarood, om de veranderingen zo nauwkeurig mogelijk te meten. „Tijdens het regenseizoen in de tropen is het langdurig bewolkt, maar met radar kun je dan door de wolken heen kijken.”
Nieuwe wegen zijn op de satellietbeelden te herkennen als lijnvormige veranderingen. Maar hoe herken je vanuit de lucht het verschil tussen een goudmijn en landbouwgrond? „Daarin spelen verschillen in reflectie een rol: felle weerkaatsing duidt op veel kale bodem en daarmee vaak op mijnbouw. Ook grootte, vorm en vooral context zijn belangrijk. Detecteer je bosverlies zonder dat er een weg in de buurt is, dan is de kans groot dat het natuurlijk is.” De steeds hogere resolutie van de beelden helpt eveneens. „Met pixels van 10 bij 10 meter kun je een hoop details onderscheiden. Tien jaar terug was de resolutie nog veel lager. Bovendien leveren satellieten nu op wekelijkse basis nieuwe beelden.”
Het ‘trainen’ van het algoritme gebeurt met behulp van kunstmatige intelligentie. „Je voert een hoop data in en op basis daarvan wordt de beeldherkenning steeds beter. Vergelijk het met andere vormen van deep learning: net zoals je een computer kunt leren een hond van een kat te onderscheiden kan dat ook met verschillende vormen van ontbossing.”
Het een-na-grootste regenwoud
Slagter is zeker niet de eerste die zich bezig houdt met ontbossingsmonitoring via satellieten, benadrukt hij. „Alleen: vaak lopen de modellen achter de feiten aan, terwijl je het liefst zo snel mogelijk kleinschalige veranderingen in kaart brengt, zodat je nog kunt ingrijpen. Wegen zijn in het verleden bijvoorbeeld te vaak onderschat, omdat het relatief kleine veranderingen zijn, gezien vanuit de ruimte. Ze worden vaak gebouwd om selectieve houtkap te faciliteren , maar kunnen ook een vaak de opmaat vormen voor veel grotere destructie.”
Juist dankzij het zelflerend algoritme kunnen veranderingen straks bíjna in real time worden weergegeven, zodat er tijdig kan worden ingegrepen bij illegale of niet-duurzame activiteit. „We mikken erop om ze op wekelijkse basis in kaart te brengen.”
Als voorbeeld noemt hij een recente publicatie over het wegennetwerk in het Afrikaanse Congobekken. „Dat is na de Amazone het grootste regenwoud op aarde, maar er is relatief weinig bekend over de ontwikkelingen in het bos daar. Wij hebben gekeken naar de snelheid waarmee de wegen zich uitbreiden. Op basis daarvan kun je de hoeveelheid houtkap berekenen, en daarmee hoeveel biomassa er verloren gaat. Maar de impact gaat veel verder: de wegen bepalen bijvoorbeeld ook in grote mate waar er stroperij plaatsvindt.”
In de toekomst zouden de resultaten ook gebruikt kunnen worden om bedrijven te controleren, zegt Slagter. „Zodat je kunt zien of ze niet op illegale locaties aan het kappen zijn, of te lang doorgaan. Als er wegen worden aangelegd buiten een gebied waarvoor een concessie is afgegeven dan weet je dat het foute boel is. Zeker als je certificaten voor verantwoorde houtkap wil uitgeven is zulke informatie essentieel.”
Ook de Europese ontbossingswet – die afgelopen december met één jaar is uitgesteld door het Europese Parlement – schrijft voor dat je alleen producten op de markt mag brengen die niet zorgen voor ontbossing. „Zonder monitoring is dat niet te controleren. Dus daar zou ons model bij kunnen helpen.”
Leercurve
De liefde voor satellietbeelden zit diep bij Slagter. „Ik houd van de technologie erachter. Toen ik van de middelbare school kwam begon ik met weinig enthousiasme aan een studie planologie in Groningen. Pas toen ik leerde over GIS – Geographic Information Systems, waarmee je geografische data kunt analyseren – werd ik enthousiast. Die technologie fascineert me, je kunt er zo oneindig veel mee doen. En ik vind het mooi dat het vakgebied nog volop in ontwikkeling is.”
Ook algoritmes hebben een leercurve. Daarom geeft het model telkens netjes aan hoe nauwkeurig de gemaakte interpretatie is. „Als je voor 80 procent zeker een goudmijn hebt, dan durf je daarmee te rekenen. Maar bij waarschijnlijkheden van 60 procent zijn we een stuk voorzichtiger. Het blijft soms gissen, ook met GIS.” Om de nauwkeurigheid van het model in het veld te toetsen, gaat hij met collega’s volgende maand op veldwerk naar Suriname.
Het is dubbel, zegt Slagter aan het eind, nadat hij vol vuur tientallen satellietbeelden heeft getoond. „Ik vind mijn werk methodologisch ontzettend interessant, ik kan er echt enthousiast van worden als we die wegen, goudmijnen en houtkap superaccuraat in kaart kunnen brengen. Maar je bent ook live naar de bosvernietiging aan het kijken. Daarom hoop ik echt dat deze methode kan bijdragen aan beter beheerde bossen.”
