Choreografie van mosselen en marching bands

De Ohio State University Marching Band laat zien hoe Harry Potter de Gouden Snaai vangt. Foto OSU

Het begon met een vreemd persbericht dat kwam vertellen hoe mosselen het gelijk van Einstein hadden bewezen. Het was een wervend persbericht, daar lag het aan. De mosselen hadden gewoon gedaan wat ze altijd deden. Onderzoeker Monique de Jager van het instituut NIOZ in Yerseke had jonge mosselen uitgezet op de bodem van een grote, maar ondiepe plastic bak gevuld met zeewater en gekeken hoe de mosselen zich vervolgens verplaatsten. Vijf uur lang was om de minuut een foto gemaakt. Daarna was het patroon van verplaatsingen wiskundig geanalyseerd. Waar het om ging was hoe lang een individuele mossel in één richting bleef door kruipen voor hij een significante koerswijziging inzette. En hoe lang hij daarna in de nieuwe koers doorging. En zo verder. De verplaatsingen lijken volstrekt willekeurig maar er zit systeem in. Een echte ‘random walk’ is het niet.

De afstand die een mossel in één richting aflegt, kun je een ‘stap’ noemen. Het blijkt dat er heel veel verschillende staplengtes voorkomen. Maak je een frequentiediagram van al die stappen dan heb je al bijna een analyse van de mosselstrategie. Want de mossel wil wat. Hij wil bescherming tegen golfslag, maar ook bescherming tegen de vraatzucht van de medemossel. Het optimum wordt bij verschillende verplaatsingsstrategieën niet even snel bereikt. En dan blijkt ook de mosseldichtheid nog een rol te spelen.

Daarover gaat het werk van De Jager c.s. dat vorige week werd gepubliceerd in de Proceedings of the Royal Society B en al eerder in Science. Met heel eenvoudige middelen en een gezonde dosis wiskunde systeem ontdekken in iets dat op willekeur lijkt – wie wil dat nu niet. Het is prachtig onderzoek en het enige dat er aan ontbreekt, is commentaar van de mossel zelf. Het AW-team heeft al jaren geleden het oog laten vallen op de eigenaardige gangetjes die de zogeheten bladmineerders door bladeren graven. Zitten daar ook overwegingen achter of is het het rommeltje dat het lijkt? Misschien komt het nog eens van AW-onderzoek ter zake. Wat gaat er door het hoofd van de bladmineerder als hij zich door de bladmoes vreet, wanneer krijgt hij vermoedens over de Taaie Nerf die vroeg of laat opdoemt? Dat wil je weten.

Maar nu naar de brief van lezer Theo P. in St.Jansteen. Hij had gekeken naar een YouTube-filmpje van de Ohio State University Marching Band. Om een lang verhaal kort te houden wordt de lezer aangeraden hetzelfde te doen. De OSU Marching Band treedt op in de pauzes van Amerikaanse football-wedstrijden. De band, ongeveer 200 man sterk, trommelt, trompettert en marcheert en vormt tegelijk ingewikkelde figuren, figuren die bewegen wel te verstaan. Vorig jaar lieten ze de moonwalk van Michael Jackson zien, drie weken geleden kwamen ze in hun nieuwe Hollywood Blockbuster Show met een animatie van Superman, Harry Potter en Tyrannosaurus rex. Het is fabelachtig knap – kijk zelf.

Maar hoe doen ze het? Dat heeft de Washington Post uitgezocht, zie het blog van Matt McFarland. Het komt, dat viel te verwachten, nog steeds in de eerste plaats neer op heel veel oefenen. De bandleden oriënteren zich op de coördinaten die standaard langs en in het footballveld zijn aangebracht. De synchronisatie van de bewegingen komt van de eigen muziek en de drie dirigenten die het ritme vasthouden.

Maar er zijn inmiddels ook moderne hulpmiddelen. De gewenste animatie van bijvoorbeeld Superman wordt door een computerprogramma opgedeeld over 200 pixels. Voor elke pixel, voor elk bandlid dus, wordt een individueel marcheerparcours uitgeschreven binnen de coördinaten van het footballveld. En in een uniform tijdschema. Vroeger ontvingen de bandleden hun individuele parcours in boekvorm, wat een kapitaal aan printpapier kostte. De vernieuwing zat hem dit jaar in het gebruik van iPads voor de training, vijftig in totaal: voor elke squad-leider één. Een ander geheim is dus dat de band in ploegjes van vier is opgedeeld.

Verrassend is dat die individuele marsroutes niet zó heel ingewikkeld zijn. Speel het YouTube-filmpje af op volledig scherm en teken de verplaatsingen van één bandlid met viltstift op het scherm af. Opeens zie je: het ís te doen, als je synchroon blijft en als je squad leader niet in de war raakt.

Je zou willen dat ook nog eens in YouTube-films in beeld werd gebracht hoe infanteriesoldaten in Napoleontische tijden binnen 100 seconden een ‘carré’ vormden als ze in linie of in colonne stonden opgesteld. Afgelopen week bleek met voor de hand liggende trefwoorden (infantry forming square, etc.) niets behoorlijks te vinden. De laatste carré’s zijn nog geen 140 jaar geleden gevormd, en nu is al bijna niet meer voor te stellen hoe het ging.

Terwijl het basisidee zo simpel is. In de slagorde ‘linie’ was infanterie kwetsbaar voor cavalerie. Dreigde er een charge van de cavalerie, dan vormde een infanteriebataljon zo snel als dat ging een gesloten vierkant van zo’n vier of vijf rijen dik. Paarden deinzen terug voor zo’n massief blok en dringen er niet in. Binnen de carré voelden de soldaten zich veilig omdat ze wisten in de rug door kameraden gedekt te worden. Het kwam het moreel ten goede.

Eindeloos werd er geoefend in de snelle overgang van linie naar carré, de instructies besloegen vele bladzijden, maar toch ging het nog geregeld mis. Raakten de soldaten in de war, draaiden de verkeerde kant op en vormden een chaos die juist extra kwetsbaar was. Nu is er een iPad en nu hoeft het niet meer.