Amerikaanse onderzoekers plakten kleine goedkope sensoren op mosselen om te meten hoe wijd hun schelp openstaat. Daarmee kunnen ze bijvoorbeeld vervuiling in het water in een vroeg stadium detecteren.

Mosselen eten plankton dat ze uit het water filteren door hun schelp een beetje open te zetten. Maar als er een schadelijke stof langskomt sluit de hele mosselbank tegelijkertijd de kleppen, een vorm van zelfbescherming.

Dit mechanisme is al lang bekend, maar pas onlangs realiseerden wetenschappers zich dat dit te gebruiken is om bijvoorbeeld milieuvervuiling te meten. Toch was het nog een kunst om een praktische manier te vinden om de mosselen te volgen, onder water, zonder ze te hinderen. Vaak was de meting te onnauwkeurig of alleen in het lab praktisch uit te voeren.

 

Fitbit voor mosselen

Onderzoekers van de North Carolina State University (Verenigde Staten) ontwikkelden kleine, goedkope en waterdichte bewegingssensoren en plakten die op de mosselen, een op de bovenschelp en een op de onderkant. ‘We hebben een op maat gemaakte “Fitbit voor mosselen” ontwikkeld om hun activiteit te volgen,' zegt hoofdonderzoeker Alper Bozkurt, hoogleraar in elektro- en computertechniek, in een persbericht van NCSU. Een fitbit is een horloge dat de activiteit van de drager monitort.

De sensoren zijn zogeheten inertial measurement units (IMU's), vergelijkbaar met de sensor in je smartphone die beweging detecteert. Zo’n IMU bestaat uit een magnetometer om de oriëntatie te meten en een accelerometer om versnelling te meten. Met die laatste is te meten wanneer een mossel plotseling zijn schelp sluit. Door accelerometers in verschillende richtingen te combineren konden de onderzoekers ook meten hoe wijd een schelp open staat, op minder dan een millimeter nauwkeurig. De magnetometer diende als controlemeting.
 

Milieumonitor

De onderzoekers testten het systeem in een aquarium met vier mosselen. De sensoren zaten daarbij met flexibele kabeltjes aan een waterdicht basisstation vast dat de data verzamelt. Gedurende 250 uur meten bleven de sensoren werken en ze leken de mosselen niet te hinderen. Voor de zekerheid schrijven de wetenschappers in hun artikel in vakblad IEEE Sensors Letters:  ‘Ongewervelden zijn vrijgesteld van dierenwelzijn-regelgeving.’

Bij toepassing in de praktijk – dus buiten het lab – kan het basisstation gevoed worden met zonnepanelen. Het systeem is in principe geschikt om tientallen mosselen tegelijk te monitoren.
 

Kanarie

De onderzoekers verwachten dat het systeem geschikt is om het milieu in de gaten te houden. ‘Denk aan de kanarie in de kolenmijn’, zegt mede-onderzoeker Jay Levine in het persbericht. ‘Alleen kunnen wij de giftige stof detecteren zonder dat de mossel doodgaat. Wel kunnen we onderzoeken hoe milieufactoren de gezondheid van de mosselen beïnvloedt.’
 

Een van de mossels die meedeed aan het onderzoek.


Mosselgedrag bestuderen

De onderzoekers denken dan ook dat hun sensoren geschikt zijn om nog meer over de weekdieren te weten te komen. ‘Ons doel is om een “internet-van-mosselen” tot stand te brengen en hun individuele en collectieve gedrag te monitoren’, zegt Boskurt.

Levine vult aan: ‘Naast het onderzoeken van de effectiviteit ervan als milieumonitor, zijn we optimistisch dat de technologie ons kan helpen nieuwe dingen over de mosselen zelf te leren. Wat zet hen ertoe aan om te filteren en te eten? Verandert hun gedrag als reactie op temperatuursveranderingen? Dankzij de sensoren kunnen we het standaardgedrag van individuele dieren meten en de beweging van hun schelp volgen als reactie op veranderingen in de omgeving.’

De volgende stap is dat de onderzoekers hun systeem onder reële condities in de natuur gaan testen. Meer details over de meetmosselen zijn te lezen in een persbericht van North Carolina State University.

Tekst: Bastienne Wentzel
Foto's: NCSU