Zeven ontdekkingen die bij toeval zijn gedaan (1)

Astrid Kromhout

2020-11-03 15:00:00

Hanny's Voorwerp reflectienevel

Dat een toevallige gebeurtenis soms kan leiden tot nieuwe wetenschappelijke inzichten of innovatieve technologieën laten deze zeven voorbeelden zien. 

Niet alle belangrijke ontdekkingen zijn het resultaat van jarenlang diep nadenken en doelgericht wetenschappelijk onderzoek. Sommige grote doorbraken zijn puur toevallig tot stand gekomen. Iemand stuit per ongeluk op iets vreemds, een experiment mislukt, of bij een zoektocht naar het ene komt plotseling iets heel anders aan het licht (dit verschijnsel heet serendipiteit). Al deze toevallige ontdekkingen hebben nog iets gemeen: er is iemand die de touwtjes aan elkaar knoopt, die een verband ziet, die gedreven en nieuwsgierig genoeg is om de nieuwe werkelijkheid verder te onderzoeken. 

Lees ook:

1) Penicilline 

Alexander Fleming uitvinder penicilline
Alexander Fleming

Eén van de bekendste toevalstreffers is de ontdekking van penicilline door de Schotse arts Alexander Fleming in 1928. Hij was bezig om Staphylococcus-bacteriën te kweken zodat hij ze onder de microscoop kon onderzoeken. Toen hij na een korte vakantie terugkwam in zijn laboratorium zag hij dat een van de kweekschaaltjes niet goed afgesloten was; er was een schimmel in gaan groeien. Het viel Fleming op dat de bacterie was opgelost op en rond de plek waar de schimmel groeide. Hij onderzocht de schimmel van het geslacht Penicillium verder en ontdekte dat die inderdaad de stafylokokken kon doden.

Vanaf het moment dat penicilline massaal geproduceerd werd, heeft het honderdduizenden mensen het leven gered als antibioticum. Fleming kreeg, samen met de wetenschappers die de bacteriedodende stof wisten te isoleren, de Nobelprijs voor de Geneeskunde in 1945.

2) Kosmische achtergrondstraling

De radioastronomen Arno Penzias en Robert Wilson waren voor Bell Laboratoria bezig om een antenne zodanig aan te passen dat die radiogolven van een nieuwe communicatiesatelliet kon opvangen. Toen ze de antenne kalibreerden, bleven ze continu een soort gebrom horen. Waar ze hun antenne ook op richtten, al was het lege ruimte, er was gezoem. Het moest in de apparatuur zitten, dachten ze. Ze konden geen enkele kosmische bron bedenken met die golflengte en met een temperatuur van 3 graden boven het absolute nulpunt (minus 270,15 graden Celsius, 3 graden Kelvin).

Radioantenne Bell Labs
De radioantenne van Bell Labs, beeld Wikimedia

Een jaar lang zochten ze naar de oorzaak. Ze haalden de antenne uit elkaar, maakten hem schoon, joegen de duiven weg omdat hun poep misschien de stoorzender was – het gebrom bleef aanhouden. Het moest dus toch iets anders zijn.

In datzelfde jaar, 1965, waren kosmologen Jim Peebles en Robert Dicke bezig met een publicatie over de temperatuur van de overgebleven straling van de oerknal. De radioastronomen van Bell Labs kwamen deze theorie op het spoor en Dicke reisde naar ze toe om mee te luisteren. De toevallige waarneming bevestigde de theoretische voorspelling: dit vreemde geluid was inderdaad de achtergrondstraling van de oerknal.

3) Röntgenstraling 

Dat elektromagnetische straling door weefsels heen dringt en botstructuren zichtbaar maakt, ontdekte Wilhelm Conrad Röntgen door een foutje. Hij had in zijn laboratorium de elektrische spanning van een gasontladingsbuis te hoog afgesteld. Plotseling lichtte er elders in zijn donkere laboratorium een fluorescerend scherm op, zonder dat de onderzoeker de straling zelf kon zien. Röntgen stortte zich op dit fenomeen en ontdekte al snel dat hij zijn eigen handbotjes ermee kon zien. Toen hij een beeld van de hand van zijn vrouw maakte, schijnt zij gezegd te hebben: “Ik heb mijn eigen dood gezien.”

De eerste röntgenfoto, gemaakt van de hand van mevrouw Röntgen.

Op 8 november van dit jaar vieren we dat het 125 jaar geleden is dat deze ontdekking is gedaan, die daarna een revolutie in de medische wetenschap ontketende. Opmerkelijk: een afdruk van deze eerste röntgenfoto, door TIME Magazine uitgeroepen als een van de 100 meest invloedrijke foto’s, is vorig jaar in de collectie van Teylers Museum gevonden. Bij toeval. 

4) Hanny’s voorwerp

Lerares Hanny van Arkel uit Heerlen is fan van de band Queen en op een dag in 2007 las ze op de website van gitarist Brian May over het burgerwetenschapsproject Galaxy Zoo. Het project is een platform voor onderzoek naar het heelal, waarbij geïnteresseerden kunnen helpen door de duizenden foto’s van sterrenstelsels door te spitten en te categoriseren aan de hand van hun vorm.

Hanny's Voorwerp reflectienevel
Hanny’s Voorwerp, de reflectienevel, hier in groen. Beeld Wikimedia.

Een week nadat ze was begonnen, klikte Hanny verder na het classificeren van een spiraalnevel – en weer terug. Want er zat nog een vreemd soort veeg op de foto. Ze kon het niet thuisbrengen, dus vroeg ze op het forum: “Wat is dat blauwe goedje hieronder? Iemand?” Met die woorden schreef ze historie. Hanny’s Voorwerp, zoals het is gaan heten, heeft astronomen een tijdje bezig gehouden, want het ‘goedje’ bleek niet zo eenvoudig te verklaren. Inmiddels is duidelijk dat dit nieuwe verschijnsel een reflectienevel is, een gasnevel die het licht van ‘nabijgelegen’ sterrenstelsels weerkaatst.

5) Burgess Shale 

Toen men rond 1880 dwars door de Canadese Rocky Mountains een spoorlijn aan het bouwen was, kwamen er geregeld fossielen tevoorschijn. De vondsten trokken de aandacht van paleontoloog Charles Walcott, die later zelf ter plekke onderzoek ging doen. Uiteindelijk ontdekte hij er in 1909 de Burgess Shale, een grondlaag met een waar walhalla aan fossielen van bizarre levensvormen. Gestold in de schalie (geharde klei) waren de zachte delen van deze dieren ruim 500 miljoen jaar lang bewaard gebleven.

Charles Doolittle Walcott bij de Burgess Shale
Charles Walcott aan het werk bij de Burgess Shale.

In de jaren daarna legde Walcott een doorsnede van veelvormig leven uit de Cambrische explosie bloot, wat tot een jarenlange discussie tussen evolutiebiologen leidde. Want zijn de meeste nieuwe bouwplannen die toen ontstonden, zoals het harde skelet, alweer uitgestorven, of hebben de huidige dieren er gewoon op voortgeborduurd? Als die spoorweg niet was aangelegd, waren deze dieren misschien nog steeds voor ons verborgen gebleven.

6) Chemotherapie

Aan de basis van de inmiddels wijdverbreide chemotherapie bij kankerbehandelingen staan twee toevallige gebeurtenissen. Legerarts dokter Rhoads behandelde tijdens de Eerste Wereldoorlog soldaten die vergiftigd waren met mosterdgas. Dit giftige goedje werd gebruikt bij bombardementen en het is bij toeval ontdekt, toen in 1860 een Brit ethyleen en SCl2 liet reageren en het giftige effect ervan op zijn huid zag. 

In zijn veldhospitaal zag de legerarts dat zijn patiënten opvallend lage aantallen witte bloedlichaampjes hadden. Hoe giftig het mosterdgas ook was, deze Dr. Rhoads bedacht dat dit effect gunstig kon zijn voor de behandeling van leukemie, waar juist een overschot is aan witte bloedcellen. Het chemische brouwsel stikstofmosterdgas beïnvloedt snelle celdeling, en later werden soortgelijke stoffen in veel andere samenstellingen gebruikt om kanker te behandelen.

7) Biofluorescentie in vliegende eekhoorns (en nu ook vogelbekdier)

Terwijl ze in 2017 ’s nachts met uv-licht op zoek waren naar paddenstoelen en vroege lenteflora, zagen onderzoekers het opeens: vliegende eekhoorns gaven felroze licht. Later onderzoek bij opgezette eekhoorns in het museum bevestigde de toevallige waarneming.

Vliegende eekhoorn
Een vliegende eekhoorn.

Uv-licht wordt overdag door zonlicht minder zichtbaar, maar in de schemering overheersen de ultraviolette golflengtes in het licht. Sommige dieren absorberen die stralen en geven weer licht af. Dit fenomeen, biofluorescentie geheten, komt verrassend vaak voor in de natuur, bij planten, vissen, reptielen, vogels en insecten. Maar dit was pas het tweede zoogdier dat in het donker oplicht. De observatie bij de eekhoorns leidde er weer toe dat onlangs ook het vogelbekdier aan het illustere gezelschap is toegevoegd. Naar de functie van dit kunstje is het nog raden, maar biologen denken dat de eekhoorns, die juist in de schemering actief zijn, het gebruiken om met elkaar te communiceren.

Bronnen: Historiek, Nemo Kennislink, Museum Boerhaave, Teylers Museum, Hannysvoorwerp.com, Zooniverse, Hubblesite, The Burgess Shale, Nemo Kennislink, Bionieuws, Journal of Mammology, Gizmodo

Beelden: Wikimedia

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 







Podcast KIJK en luister via JUKE



Meer Mens