Bionieuws

Onderwijs & Werk

Inspirerende superhelden

Natuurkundige Barry Fitzgerald: 'Hawkeye is een perfect personage om te gebruiken in biologieonderwijs.' Foto © Bart van Overbeeke

Meppen als Superman, rennen als Captain America of kijken als Hawkeye. Fantaseren over superkrachten kan helpen lesstof aantrekkelijk te maken voor leerlingen.

Voor de inwoners van New York City lijkt het een dag als geen ander. Totdat zich boven de immense wolkenkrabbers van de stad plotseling een wormgat manifesteert. Als donderslag bij heldere hemel krioelt het luchtruim van de Chitauri, buitenaardse reptielachtige wezens die op hun zweefvliegtuigen uit het wormgat stromen en al schietend dood en verderf zaaien. Alleen The Avengers, een groep superhelden, kunnen de mensheid nog redden. Een speciale rol is weggegeld voor held Hawkeye, een subliem boogschutter met het gezichtsvermogen van een roofvogel. Vanaf een wolkenkrabber schiet hij de Chitauri een voor een uit de lucht, soms door op gigantische afstand eerst met zijn ogen in te zoomen op zijn doelwit.

Blockbuster
‘Hawkeye is een perfect personage dat in het onderwijs gebruikt kan worden om ingewikkelde wetenschappelijke concepten op een leuke en toegankelijke manier over te brengen op leerlingen of studenten’, vertelt de Ierse Barry Fitzgerald, biobrandstofonderzoeker aan de Technische Universiteit Delft. ‘Evolutie, fysiologie van het oog, genetische manipulatie, bionische lenzen en ethische discussies rondom mensverbetering; het zit allemaal in die ene scène in de Hollywoodblockbuster The Avengers.’ In een publicatie van 17 januari in Advances in Physiology Education neemt Fitzgerald daarom de biologie van Hawkeye nauwgezet onder de loep, inclusief mogelijk examenvragen voor leerlingen. ‘Als je leerlingen of studenten wilt bereiken, moet je echt een stap in hun belevingswereld zetten’, aldus Fitzgerald.

Tijdreizen
Fitzgerald is al sinds zijn jeugd gefascineerd door superhelden en films over tijdreizen. ‘Het begon allemaal met Superman en Back to the Future. Ik wilde er echt alles van weten. Door blootstelling aan dit soort films, strips en series ben ik ook uiteindelijk natuurkunde gaan studeren en in de wetenschap terechtgekomen. Ondertussen doe ik fundamenteel onderzoek aan biobrandstoffen, maar wil ik tegelijkertijd ook jonge mensen voor de wetenschap inspireren. Daartoe heb ik in 2016 het boek Secrets of Superhero Science geschreven over de wetenschap achter verschillende superhelden, en hou ik sindsdien praatjes op filmfestivals, onderwijsbijeenkomsten, wetenschappelijke congressen en Dutch Comic Con. Veel mensen moeten er eerst een beetje om lachen, maar ik krijg na mijn praatjes altijd veel enthousiaste reacties.’

Oogbouw
Voor zijn huidige publicatie werkte hij het hoofdstuk uit zijn boek over Hawkeye verder uit en spitste het toe op onderwijs. Om het bijzonder scherpe zicht en uitzonderlijke inzoomvermogen van Hawkeye te kunnen verklaren, vergelijkt hij uiterst nauwgezet de oogbouw van mens en roofvogel. ‘Om op afstand scherp te zien, passen mensen de sterkte van de ooglens aan door hem met spiervezels boller of juist minder bol te maken. Maar roofvogels kunnen dat ook met hun hoornvlies, waardoor ze nog veel verder kunnen zien. Bij Hawkeye werkt het waarschijnlijk net zo; een eigenschap die in zijn familie zit en dus overerfbaar is. Het is de perfecte context om onder andere oogfysiologie en overerving op een leuke manier in biologielessen te verwerken.’

Krachten
Een ander voorbeeld die Fitzgerald in zijn publicatie aanhaalt, is de dichtheid van de fotoreceptoren op de retina, de staafjes en kegeltjes. Ook die bepalen in belangrijke mate het gezichtsvermogen. Maar in plaats van een uitvoerige vergelijking met het roofvogeloog, zijn de fotoreceptoren het toneel voor een les in genetica en zelfs nieuwe genoomredigeertechnieken zoals Crispr-Cas. Fitzgerald: ‘Er is een gen betrokken bij de vorming van staafjes, RHO, en drie genen bij de vorming van kegeltjes, OPN1SW, OPN1MW en OPN1LW. Naast een uitleg over de werking en vorming via transcriptie en eiwitsynthese van de fotoreceptoren, kun je leerlingen ook uitleggen dat je met genetische manipulatie theoretisch de dichtheid van de kegeltjes kan beïnvloeden. Dan komen de krachten van superhelden opeens heel dichtbij en neemt de interesse in een onderwerp sterk toe.’

‘Het is goed voor leerlingen en studenten hierover te fantaseren. Dat een superkracht mogelijk binnen handbereik ligt, maakt het juist zo interessant.'

Fitzgerald geeft toe dat veel van zijn vergelijkingen met superhelden gestoeld zijn op fantasie, maar ziet daar verder geen probleem in. ‘Het is goed voor leerlingen en studenten hierover te fantaseren. Dat een superkracht mogelijk binnen handbereik ligt, maakt het juist zo interessant. Zolang het maar duidelijk is wat realiteit is en wat niet. Maar vergis je niet: veel dingen die voorheen onmogelijk leken, komen vooral door nieuwe technologieën steeds dichterbij. Zo zal een menselijk oog niet snel door een genoomredigeertechniek de fysiologie van een roofvogeloog aannemen, maar met bionische lenzen en andere technologieën zijn binnenkort wel bovenmenselijke prestaties te behalen.’

Pensioen
De stap naar het aanzwengelen van een ethische discussie rondom mensverbeteringen is vervolgens vrij klein, meent Fitzgerald. ‘De vraag is natuurlijk: in hoeverre willen we onszelf verbeteren? Of moeten we wetenschappelijke vooruitgang in deze context vooral inzetten om aandoeningen en ziektes te verhelpen? Genoeg stof tot nadenken voor een biologieles, lijkt mij. Een ding is zeker: ook Hawkeye moet op een dag met pensioen doordat zijn ogen verouderen. Of zijn er misschien toch operaties of technieken om dat tegen te gaan, waardoor de superheld actief kan blijven bij The Avengers? Laat leerlingen dat zelf maar eens uitzoeken.’

Dit artikel verscheen 10 februari in Bionieuws