Wetenschap - 1 januari 1970

Robert McNeill Alexander is niet bang voor beredeneerde speculatie

Robert McNeill Alexander is niet bang voor beredeneerde speculatie


De loopbaan van de Britse zoöloog en biomechanicus prof. Robert McNeill
Alexander (69), die afgelopen vrijdag een eredoctoraat ontving, lijkt haast
even onvoorspelbaar als de dierbewegingen die hij bestudeerde. ,,Ik ben een
enorme spring-in-‘t-veld, die van het ene onderwerp naar het andere
gesprongen is.’’ Hij maakte een bizarre zoektocht langs stuiterende
kangoeroes, geamputeerde voeten, rennende dino’s en een lopende inktvis.

,,Toen ik met mijn onderzoek begon, wilde ik werken aan wormen, maar helaas
kreeg ik geld voor onderzoek aan vissen. Het onderzoek moest gaan over
zenuwfysiologie, maar ik had zo weinig succes dat een labgenoot me
overhaalde onderzoek te doen aan de zwembewegingen van vissen. Daar heb ik
me met veel enthousiasme op gestort, maar de problemen die mij het meest
interesseerden waren bij vis eigenlijk niet goed te meten. Daarvoor moest
ik een dier hebben met poten. Dat werd een hond, nog later een kangaroe en
uiteindelijk heb ik ook nog experimenten gedaan met geamputeerde
mensenvoeten.’’ Voor McNeill Alexander, nu een van de leidende experts in
de voortbeweging bij dieren, is het ook een wonder hoe hij uiteindelijk in
de biomechanica terechtkwam. ,,Als je het kort wilt samenvatten ben ik een
enorme spring-in-‘t-veld, die van het ene onderwerp naar het andere
gesprongen is. Ik kies gewoon een probleem dat ik wil oplossen. Na maximaal
zes maanden schrijf ik er een publicatie over en dan zoek ik weer iets
anders. Andere wetenschappers proberen vaak projecten te plannen die vijf
of tien jaar lopen. Ik hou gewoon van veel kleine klusjes’’, aldus McNeill
Alexander.

Lekenpubliek

In een leunstoel in de serre bij zijn erepromotor, emeritus hoogleraar
dierkunde prof. Jan Osse thuis, lijkt de eredoctor te berusten in de drukte
rond de viering van de dies natalis en zijn eredoctoraat. Met zijn grijze
baard heeft hij wel iets van Darwin. Hij praat langzaam en oogt breekbaar,
maar zijn glinsterende ogen en brede glimlach verraden zijn humor. Hij
spreekt met een enorm enthousiasme over zijn vakgebied.
De Britse emeritus hoogleraar van de universiteit van Leeds is een
wereldexpert op het gebied van de biomechanica en dan vooral het bewegen
van dieren. Hij is de auteur van enkele zeer succesvolle leerboeken en
heeft meer dan 250 baanbrekende wetenschappelijke publicaties op zijn naam
staan. Zijn modelstudies van het bewegingsapparaat bij dieren worden in de
hele academische wereld gewaardeerd en toegepast. Met zijn boeken ‘Animal
in Motion’, ‘Dynamics of Dinosaurs’ en zijn CD-ROM ‘How Animals Move’ heeft
hij bovendien een enorm lekenpubliek bereikt.
Bewegingen van dieren kunnen volgens McNeill Alexander uitstekend worden
verklaard aan de hand van de grootte en de vorm van de botten, de structuur
van de gewrichten en de aanhechting van pezen en spieren. Tot groot plezier
van dinoliefhebbers is de Britse expert bovendien bereid zijn inzichten toe
te passen op mysteries als het loop-, ren- en zelfs paargedrag van allerlei
uitgestorven diersoorten. ,,Ik heb er nooit bij stilgestaan dat niet alle
wetenschappers van speculaties houden. Ik vind het gewoon leuk en wil het
zelf ook weten. Bovendien is een beredeneerde speculatie nog altijd een
stuk beter dan verzinsels’’, meent Alexander.

Kangoeroe
McNeill Alexander had eigenlijk chemicus moeten worden. Zijn
scheikundeleraar op de middelbare school was echter zo goed en inspirerend
geweest dat zijn studie chemie in Cambridge een grote teleurstelling werd.
,,Eigenlijk wist ik alles al, daarom heb ik toen gekozen voor dierkunde’’.
Na enige omzwervingen duikt McNeill Alexander in het onderzoek naar het
voortbewegen van dieren. Hij onderzoekt met name de energie die nodig is
voor lopen, rennen en springen. ,,In die tijd dacht iedereen dat pezen een
soort touwtjes waren waarmee de spieren aan het bot verbonden worden. Ik
ontdekte al snel dat de hele energieboekhouding bij het springen niet
klopte omdat de pezen geen touwtjes zijn maar springveren waarin energie
opgeslagen kan worden. We bekeken dat eerst bij een hond en later hadden we
ook een kangoeroe rondspringen. We konden toen aantonen dat een kangoeroe
maar de helft van de krachten nodig heeft omdat hij niet gewoon springt
maar eigenlijk stuitert als een bal’’, aldus McNeill Alexander.
Door zijn ontdekking dat pezen geen touwtjes steeg zijn ster onder
bewegingswetenschappers. Op een dag kreeg hij een uitnodiging en een
vliegticket om naar Nairobi te komen van de Keniaanse dierfysioloog
Geoffrey Maloiy. Met Maloiy onderzocht hij het rennen van verschillende
dieren, waaronder kamelen. ,,Bij de kamelen deden we de vreemde ontdekking
dat de dieren niet alleen een achillespees hebben, maar ook een pees in de
voetboog, die een belangrijke rol speelt in de voortbeweging van deze
dieren’’. Terug in Leeds ging McNeill Alexander op zoek naar een manier om
de bewegingen in de menselijke voet in detail te bestuderen. ,,We konden
gebruikmaken van geamputeerde voeten. Deze onderwierpen we aan allerlei
mechanische testen. Tot onze verbazing vonden we dat ook bij mensen een
pees in de voetgewelf een rol speelt bij het springen. We hadden het
zijstapje naar de kameel blijkbaar nodig om het voortbewegen van mensen
beter te begrijpen’’, aldus McNeill Alexander.
Terwijl door de ontdekking van DNA de moleculaire biologie en biochemie
explosief groeiden, bleef McNeill Alexander vooral geïnteresseerd in het
functioneren van complete dieren. ,,Er werkten op een bepaald moment zoveel
mensen aan de moleculaire kant, dat ik juist iets heel anders wilde doen.
Het hele dier vind ik nog altijd interessanter dan moleculen. Bovendien,
met zoveel mensen die moleculair bezig zijn is het veel moeilijker je te
onderscheiden. Dan moet je pas echt goed zijn’’, zegt hij met een knipoog.

Scheepsbouw

Zijn werk aan dinosauriërs was niet bedoeld om meer publiciteit over zijn
vakgebied te genereren, zegt hij. ,,Bij mijn onderzoek naar voortbewegen
werd ik steeds meer getroffen door gevolgen van grootteverschillen. Een
olifant is nu eenmaal geen grote muis, maar heeft specifieke kenmerken die
met zijn grootte van doen hebben. Ik wilde die consequenties van
grootteverschillen in kaart brengen en dan kom je vrijwel automatisch bij
de dinosauriërs uit. Grootte is een belangrijk vraagstuk bij dinosauriërs.
Ik ontdekte dat de stapgrootte iets kan zeggen over de snelheid van een
dier. Dat heb ik onder meer toegepast op de fossiele voetsporen van
dinosauriërs die in Amerika waren gevonden.’’
Voor de relatie tussen de snelheid en de grootte van het dier ging McNeill
Alexander te rade bij de scheepsbouw. Een schip dat zich door het water
verplaatst verspilt een groot deel van zijn energie door de vorming van
boeggolven. De 19deeeuwse nautisch ingenieur William Froude probeerde door
experimenten met schaalmodellen dure constructiefouten op scheepswerven te
voorkomen. Zijn grootste probleem was vaststellen bij welke snelheid hij de
kleine modellen door het water moest slepen om een realistisch resultaat te
verkrijgen. De formule die hij ontdekte (v²/gl) bleek volgens McNeill
Alexander ook uitstekend toepasbaar om de atletische vermogens en de
rensnelheid van dinosauriërs vast te stellen. Hierbij moet echter ook de
krachten die op de botten werken in ogenschouw genomen worden. ,,De
Apatosaurus – door veel mensen nog steeds Brontosaurus genoemd – bleek
ongeveer zo atletisch als een olifant en kon waarschijnlijk net zo hard
lopen en rennen. Een Triceratops liep waarschijnlijk nog een stuk harder,
ongeveer met de snelheid van een neushoorn. De botten van een Tyrannosaurus
rex zijn echter relatief zwak voor een dier met zo’n enorm gewicht. Het is
nog maar de vraag of hij een mens eruit kon lopen. Een jeep inhalen – zoals
in de film Jurassic Parc gebeurt – is mijn inziens onmogelijk.’’

Megasquid
McNeill Alexander was zijdelings betrokken bij de BBC-documentaire ‘Walking
with Dinosaurs’ en was wetenschappelijk adviseur van de opvolgende serie
‘Walking with Beasts’. Hij noemt dit werk ‘ongelooflijk leuk’. Nog meer
plezier beleefde hij aan de meest recente Discovery-serie ‘The Future is
Wild’ waarbij hij betrokken is. Voor dat programma heeft een aantal
deskundigen toekomstige dieren ontworpen, zoals die er over vijf, honderd
en tweehonderd miljoen jaar uit zouden kunnen zien. Belangrijke voorwaarde
is dat de dieren moeten kunnen evolueren uit de huidige fauna en dat ze
fysisch en biologisch ‘bestaanbaar’ zijn. Het meest trots is McNeill
Alexander op zijn Megasquid, een gigantische inktvis van acht ton, die op
het land kan lopen. ,,De tien armen heb ik omgevormd in tien poten met
ongeveer de omvang van olifantspoten. Het heeft veel rekenwerk gekost, want
er zit geen inwendig skelet in, maar het is mogelijk. De ademhaling hebben
we afgekeken van landslakken.’’ McNeill Alexander is niet bang uitgemaakt
te worden voor een fantast: ,,We hebben vissen die vliegen bedacht en
slakken die in de woestijn leven. Een groot gevaar is eerder dat we te
weinig fantasie hebben gehad. Wie had 200 miljoen jaar geleden, toen de
dinosauriërs nog de heersende diergroep waren, kunnen bedenken dat er ooit
een giraffe of een over het water rennende basiliskhagedis zouden ontstaan.
Niemand, maar ze bestaan mooi wel.’’
Ook na zijn emeritaat is McNeill Alexander nog zeer productief. Hij heeft
dit jaar het boek ‘Principles of Animal Locomotion’ gepubliceerd en werkt
alweer aan een ander boek. ,,Het lijkt me verstandig nog een paar dingen op
te schrijven voor ik seniel word’’, grapt hij. Zo ongeveer in zijn eentje
is hij de wetenschappelijk eindredacteur van het gezaghebbende tijdschrift
Proceedings of the London Royal Society, serie B. Hiervoor beoordeelt hij
alle binnengekomen publicaties. ,,Ik heb gelukkig nog steeds de capaciteit
om mensen flink te prikkelen’’. |
Gert van Maanen

Fotobijschrift:

Prof. Robert McNeill Alexander: ,,Wie had 200 miljoen jaar geleden kunnen
bedenken dat er ooit een giraffe zou ontstaan?’’

Re:ageer