Wet van Dolbear

Amos E. Dolbear 1880Een goede woudloper weet dat mos over het algemeen op de noordkant van een boom groeit. Hij vindt zijn weg wel. Wanneer hij de temperatuur wil meten, raadpleegt hij een krekel. Krekels weten die perfect.
Op een typische zomerse dag sjirpen de krekels maar wat voor de vuist weg. Je hoort ze overal, dwars door elkaar heen zodat je er bijna nooit achter komt waar zo’n beest zit. ’s Nachts gaat dat er geheel anders aan toe. Dan lijkt het erop dat ze sociaal gedrag vertonen en met elkaar in fase sjirpen, unisono.

In 1897 heeft de Amerikaanse bioloog Amos Dolbear deze nachtelijke sjirpsnelheid gemeten en vastgesteld dat bij een boomkrekel (Oecanthus fultoni) het aantal sjirps per 15 seconden gelijk is aan de temperatuur in Fahrenheit min 40.
Krekels zijn koudbloedig en nemen de temperatuur aan van de omgeving. Ze sjirpen dus sneller als de temperatuur stijgt en trager wanneer deze daalt. De meeste soorten tjirpen sneller hoe hoger de temperatuur is (ongeveer 62 tjirpen per minuut bij 13°C bij een gebruikelijke soort; elke soort heeft zijn eigen snelheid).
Wanneer je deze vergelijking, die de Wet van Dolbear is genoemd, gebruikt, kun je bij benadering de temperatuur in Fahrenheit vaststellen, gebaseerd op het aantal krekelsjirps die je in een minuut hoort.

Dolbear’s Wet: T = 50+[(N-40)/4]
(T = temperature, N = aantal krekelsjirps per minuut)
Ofwel de relatie tussen de omgevingstemperatuur en de snelheid waarmee krekels tsjirpen.boomkrekel

De bioloog Midas Dekkers hanteerde de volgende rekenmethode: tel van een veldkrekel (Gryllus campestris) het gemiddeld aantal sjirpen per minuut, trek daar 40 vanaf, deel de uitkomst door 7 en tel er 10 bij op. De betere hoofdrekenaar weet bij 75 sjirpen per minuut onmiddellijk dat het 15°C is.

saaie achtergrondinformatie die het wel verklaart
Veel van de karakteristieken van koudbloedige dieren, zoals de snelheid van tjirpen of de snelheid waarmee mieren lopen, volgen de Vergelijking van Arrhenius. Deze formule beschrijft de energiegrens die nodig is om een chemische reactie op gang te brengen.
Krekels hebben, net als alle andere organismen, veel chemische reacties in hun lichaam. Als de temperatuur stijgt wordt het makkelijker om een bepaalde energiegrens te bereiken en chemische reacties vinden sneller plaats, zoals die plaatsvinden tijdens samentrekkingen van spieren om te tjirpen. Als de temperatuur daalt, daalt de snelheid van de chemische reacties in het lichaam van de krekel, waardoor het tjirpen ook langzamer gaat.

De vergelijking van Arrhenius voorspelt de mate van chemische reactie, dat wil zeggen de reactiesnelheid, bij een bepaalde temperatuur, gezien de activeringsenergie en de kans van succesvolle botsing van moleculen. De vergelijking is genoemd naar de Zweedse wetenschapper Svante Arrhenius.

Het door Dolbear beschreven proces valt binnen het vakgebied van de reactiekinetiek waarin men zich bezig houdt met de bestudering van de snelheid van processen, in het bijzonder chemische reacties.
Binnen de thermodynamica worden onder meer resultaten verkregen waar het eventuele evenwicht ligt (als dat bestaat) voor een zekere situatie. Er wordt echter niet berekend hoe lang het duurt voor deze evenwichtssituatie bereikt is. Eigenlijk is het werken met evenwichtssituaties rekenen zonder tijd.

De thermodynamica bepaalt dus wel het niveau waarop het evenwicht uitkomt, maar niet de tijd die het duurt tot het zover is. De kinetiek houdt zich o.m. bezig met de vraag hoe snel de evenwichtssituatie bereikt wordt, maar niet waar het eindpunt (de evenwichtssituatie) ligt. Zo vullen deze twee vakgebieden elkaar precies aan maar hebben zo ook hun eigen beperkingen.

tenslotte…
Waarom tjirpen krekels? Niet om ons te vertellen hoe warm het is. Wel om met elkaar te praten. Ze luisteren dan ook naar elkaar. Krekels hebben net onder ieder middelste gewricht van hun voorpoten trommelvliezen, zodat zij de liederen van andere krekels kunnen horen. Hoe warm het daarbij is, laat hen verder koud.

Is het toeval dat in het beroemde sprookje ‘Pinokkio’, geschreven door Carlo Collodi, Japie Krekel fungeert als het pratende geweten – Il grillo parlante –van de titelfiguur?
Nee, dat is geen toeval, maar Collodi kende echt de Wet van Dolbear niet. Ten tijde van Dolbears ontdekking was Collodi al zeven jaar dood en Pinokkio met zijn zeventien jaar al een echte jongen!

Advertenties