Verbazende zintuigen in het dierenrijk

RONDSCHARRELEND op zoek naar voedsel voelt de muis zich veilig in het donker. Maar ze is niet bedacht op het vermogen van de groefkopadder om de warmte te „zien” die het muizenlijfje uitstraalt — een fatale vergissing. Een platvis ligt volkomen verborgen onder een laag zand in een haaienaquarium, waar een hongerige haai min of meer in zijn richting zwemt. De haai kan de platvis niet zien, en toch stopt de haai plotseling, steekt zijn neus in het zand en verslindt zijn prooi.

Ja zeker, de groefkopadder en de haai zijn voorbeelden van dieren met gespecialiseerde zintuigen die mensen niet bezitten. Aan de andere kant hebben veel dieren zintuigen die op die van ons lijken maar scherper zijn of een ander bereik hebben. Ogen zijn daar een goed voorbeeld van.

Ogen die een andere wereld zien

De kleurenreeks die onze ogen kunnen zien, is slechts een minieme fractie van het elektromagnetische spectrum. Zo kunnen onze ogen geen infrarode straling zien, die een langere golflengte heeft dan rood licht. Maar groefkopadders hebben twee kleine organen of groeven tussen hun ogen en neusgaten die infrarode straling bespeuren. * Daardoor kunnen ze zelfs in het donker met precisie op een warmbloedige prooi afschieten.

Buiten het violette einde van het zichtbare spectrum ligt het ultraviolette (UV) licht. Hoewel UV-licht onzichtbaar is voor onze ogen, kunnen veel dieren, waaronder vogels en insecten, het wel zien. Bijen bijvoorbeeld oriënteren zich op de zon — zelfs op een gedeeltelijk bewolkte dag wanneer de zon schuilgaat — door een stukje blauwe lucht te lokaliseren en naar het polarisatiepatroon van het UV-licht te kijken. Veel bloeiende planten vertonen patronen die alleen in het UV-gebied zichtbaar zijn, en sommige bloemen hebben zelfs een „nectar-marker” — een gedeelte met een contrasterende UV-reflectiecoëfficiënt — om insecten op de nectar te wijzen. Sommige vruchten en zaden prijzen zich op eenzelfde manier bij vogels aan.

Omdat vogels golflengten in het UV-gebied zien en omdat dit licht hun verenkleed extra glans verleent, komen vogels op elkaar waarschijnlijk kleurrijker over dan op ons. Ze hebben een visuele „intensiteit waarvan wij ons geen beeld kunnen vormen”, vertelde een ornitholoog. Het vermogen om UV-licht te zien, kan zelfs bepaalde haviken en torenvalken helpen om woel- of veldmuizen te lokaliseren. De mannetjeswoelmuizen, aldus het blad BioScience, produceren namelijk „urine en feces die chemische substanties bevatten die UV absorberen, en markeren hun sporen met urine”. Daardoor kunnen vogels „gebieden herkennen waar veel woelmuizen voorkomen” en hun inspanningen daarop concentreren.

 Waardoor zien vogels zo goed?

Het gezichtsvermogen van vogels is een wonder. „Dat komt voornamelijk”, zegt het boek All the Birds of the Bible, „doordat het beeldvormende weefsel waarmee de binnenkant van het oog bekleed is, rijker is aan gezichtscellen dan het oog van andere dieren. Het aantal gezichtscellen bepaalt het vermogen van het oog om kleine voorwerpen op afstand te zien. Terwijl het netvlies van een mensenoog zo’n 200.000 gezichtscellen per vierkante millimeter telt, hebben de meeste vogels er driemaal zoveel, en haviken, gieren en arenden hebben er een miljoen of meer per vierkante millimeter.” Daarnaast zijn sommige vogels extra begiftigd met twee foveae — gebieden met een maximaal oplossend vermogen — per oog, wat hun een superieur vermogen tot afstands- en snelheidsbepaling geeft. Vogels die vliegende insecten vangen, hebben ook dergelijke ogen.

Vogels beschikken eveneens over een bijzonder zachte lens die snelle focussering mogelijk maakt. Stel u eens voor hoe gevaarlijk het vliegen zou zijn — vooral in bossen en in het kreupelhout — als alles een vage massa was. Wat een wijsheid spreekt er uit het ontwerp van het vogeloog! *

Het elektrische zintuig

Het eerder genoemde scenario met de verborgen platvis en de haai speelde zich in feite af tijdens een wetenschappelijke studie van haaien. De onderzoekers wilden weten of haaien en roggen de minieme elektrische velden voelen die levende vissen veroorzaken. * Om daar achter te komen, verstopten ze elektroden in de zandige bodem van het haaienaquarium en zetten het juiste voltage erop. Het gevolg? Zodra de haai de elektroden naderde, viel hij ze fel aan.

Haaien bezitten iets wat men passieve elektropeiling noemt; ze nemen elektrische velden waar zoals het oor passief geluiden hoort. Maar elektrische vissen hebben actieve elektropeiling. Zoals een vleermuis een akoestisch signaal uitzendt en de echo opvangt, zenden deze vissen elektrische golven of pulsen uit, afhankelijk van de soort, en nemen dan, met speciale receptoren, eventuele vervormingen in deze velden waar. * Zo kunnen elektrische vissen obstakels, een potentiële prooi of zelfs een partner identificeren.

Een ingebouwd kompas

Bedenk eens hoe het leven zou zijn als uw lichaam van een ingebouwd kompas voorzien was. U zou dan beslist nooit verdwalen! In het lichaam van een aantal dieren, waaronder bijen en forellen, hebben wetenschappers microscopische magnetietkristallen gevonden, een natuurlijke magnetische substantie. De cellen die deze kristallen bevatten, staan in verbinding met het zenuwstelsel. Vandaar dat bijen en forellen in staat zijn gebleken magnetische velden te bespeuren. Bijen maken zelfs van het aardmagnetische veld gebruik voor het bouwen van raten en voor navigatie.

Onderzoekers hebben ook magnetiet ontdekt in een bacteriesoort die in het bezinksel op de zeebodem leeft. Wanneer het bezinksel wordt opgewoeld, kunnen de bacteriën zich dankzij de invloed van het aardmagnetische veld op het magnetiet veilig terugspoeden naar hun habitat op de zeebodem. Anders zouden ze sterven.

Veel trekkende dieren — waaronder vogels, schildpadden, zalmen en walvissen — hebben waarschijnlijk ook een magnetisch zintuig. Ze lijken zich echter niet alleen op dit zintuig te verlaten maar lijken eerder te navigeren op een verscheidenheid aan zintuigen. Zalmen bijvoorbeeld maken waarschijnlijk van hun sterke reukzin gebruik om de stroom te vinden waar ze geboren zijn. Europese spreeuwen navigeren op de zon, en sommige andere vogels op de sterren. Maar zoals de hoogleraar psychologie Howard C. Hughes opmerkte in zijn boek Sensory Exotica — A World Beyond Human Experience, „zijn we klaarblijkelijk nog lang niet zo ver dat we deze en andere mysteries van de natuur begrijpen”.

Oren om jaloers op te zijn

Vergeleken bij mensen bezitten veel dieren een verbazend goed gehoor. Terwijl wij geluiden kunnen horen waarvan de frequentie ligt tussen de 20 en 20.000 hertz (trillingen per seconde), kunnen  honden geluiden in het frequentiebereik van 40 tot 46.000 hertz horen en paarden in dat tussen de 31 en 40.000 hertz. Olifanten en runderen kunnen zelfs geluiden in het infrasone bereik horen (net onder het menselijk gehoor) tot wel 16 hertz. Omdat lage frequenties zich veel verder voortplanten, kunnen olifanten misschien wel communiceren over afstanden van verscheidene kilometers. Sommige onderzoekers zeggen zelfs dat we van zulke dieren gebruik zouden kunnen maken om ons vroegtijdig te waarschuwen voor een aardbeving en zwaar weer — die allebei infrasoon geluid produceren.

Insecten hebben ook een breed gehoorbereik, sommige in het ultrasone gebied ruim twee octaven boven dat van het menselijk oor en andere in het infrasone gebied. Er zijn insecten die horen door middel van dunne, platte, trommelvliesachtige membranen, die op bijna elk deel van het lichaam behalve de kop worden aangetroffen. Andere horen met behulp van fijne haartjes die niet alleen op geluid reageren maar ook op de lichtste bewegingen in de lucht, zoals die veroorzaakt door een mensenhand. Die gevoeligheid verklaart waarom vliegen zo lastig te meppen zijn!

Stel u eens voor dat u de voetstappen van een insect kunt horen! Zo’n verbazingwekkend gehoor bezit het enige vliegende zoogdier ter wereld — de vleermuis. Vleermuizen hebben uiteraard een gespecialiseerd gehoor nodig om in het donker te navigeren en om insecten te vangen met behulp van echolokatie of sonar. * Professor Hughes zegt daarover: „Stelt u zich eens een sonarsysteem voor dat geavanceerder is dan het systeem in onze modernste onderzeeërs. En bedenk nu dat dit systeem gebruikt wordt door een kleine vleermuis die met gemak in uw handpalm past. Alle berekeningen die de vleermuis in staat stellen de afstand, de snelheid en zelfs het specifieke soort prooidier te bepalen, worden gemaakt door een brein dat kleiner is dan uw duimnagel!”

Omdat precieze echolokatie ook afhankelijk is van de kwaliteit van het uitgezonden geluidssignaal, hebben vleermuizen het „vermogen om de hoogte van hun stem te regelen op manieren waarop elke operazanger jaloers zou zijn”, zegt een naslagwerk. * Blijkbaar kunnen vleermuizen met behulp van de lappen huid die sommige soorten rond de neusgaten hebben, geluid ook bundelen tot een straal. Dat alles draagt bij tot een zo geavanceerde sonar, dat er een „akoestisch beeld” geproduceerd kan worden van voorwerpen die zo fijn zijn als een mensenhaar!

Naast de vleermuis maken ook minstens twee soorten vogels — de salanganen van Azië en Australië en de vetvogels of guacharo’s van tropisch  Amerika — gebruik van echolokatie. Het lijkt er echter op dat die dit vermogen alleen gebruiken om te navigeren in de donkere grotten waar ze hun roestplaats hebben.

Sonar op zee

Tandwalvissen maken ook gebruik van sonar, hoewel wetenschappers nog niet ontdekt hebben hoe dat precies in zijn werk gaat. De sonar van een dolfijn begint met duidelijke klikken, die naar men denkt niet uit het strottenhoofd maar uit de neusgang komen. De meloen — de massa vetweefsel op het voorste deel van zijn kop — concentreert het geluid tot een straal die een ruimte vóór het dier „verlicht”. Hoe horen dolfijnen hun echo’s? Naar het schijnt niet met hun oren maar met hun onderkaak en bijbehorende organen, die in verbinding staan met het middenoor. Betekenisvol is dat dit gebied hetzelfde soort vet bevat als de meloen van de dolfijn.

De sonarklikken van de dolfijn komen opvallend overeen met een bepaalde wiskundige golfvorm, de zogenoemde Gabor-functie. Deze functie, aldus Hughes, bewijst dat de klikken „een wiskundig ideaal sonarsignaal benaderen”.

Dolfijnen kunnen het vermogen van hun sonarklikken verhogen van een fluistering tot een  indrukwekkende 220 decibel. Hoe hard is dat? Nu, het geluid van harde rockmuziek kan 120 decibel bedragen en dat van artillerievuur 130 decibel. Gewapend met een veel hardere sonar kunnen dolfijnen dingen ter grootte van een bal van 8 centimeter nog bespeuren op een afstand van 120 meter en in kalme wateren mogelijk nog verder.

Als u nadenkt over de verbazingwekkende zintuigen die in de mensen- en dierenwereld waarneembaar zijn, bent u dan niet een en al ontzag en bewondering? Nederige, welingelichte mensen meestal wel — wat ons terugbrengt bij de vraag hoe wij gemaakt zijn. Het is waar dat onze zintuigen vaak verbleken bij die van sommige insecten en andere dieren. Niettemin worden alleen wij geraakt door wat we in de natuur zien. Waarom hebben we zulke gevoelens? En waarom proberen we niet alleen inzicht te krijgen in al wat leeft maar ook het doel ervan te begrijpen en erachter te komen wat onze eigen plaats in het geheel is?

[Voetnoten]

[Kader/Illustraties op blz. 9]

Insecten, opgepast!

„Elke dag, net rond de tijd dat het donker wordt, speelt zich iets ronduit verbazingwekkends af onder de golvende heuvels bij San Antonio (Texas)”, zegt het boek Sensory Exotica — A World Beyond Human Experience. „Vanuit de verte zou je denken dat je een enorme zwarte wolk uit de diepten van de aarde ziet opkolken. Het is echter geen rookwolk die de vroege avondhemel verduistert, maar de massale exodus van 20 miljoen guanovleermuizen uit de diepten van de Brackengrot.”

Volgens een recentere schatting loopt het aantal vleermuizen dat de Brackengrot verlaat in de 60 miljoen. Klimmend tot een hoogte van 3000 meter in het nachtelijk duister gaan ze achter hun lievelingsmaal aan, insecten. Hoewel het in het nachtelijk luchtruim een ’kakofonie’ van ultrasone vleermuiskreten moet zijn, heerst er geen verwarring, want elk van deze unieke zoogdieren is toegerust met een zeer geavanceerd systeem voor het opvangen van zijn eigen echo’s.

[Illustratie]

De Brackengrot

[Verantwoording]

Courtesy Lise Hogan

[Illustratie]

Guanovleermuis — sonar

[Verantwoording]

© Merlin D. Tuttle, Bat Conservation International, Inc.

 [Illustratie op blz. 7]

Bijen — gezichtsvermogen en magnetisch zintuig

[Illustratie op blz. 7]

Steenarend — gezichtsvermogen

[Illustratie op blz. 7]

Rog — elektrisch zintuig

[Illustratie op blz. 7]

Haai — elektrisch zintuig

[Illustratie op blz. 7]

Spreeuwen — gezichtsvermogen

[Illustratie op blz. 7]

Zalm — reuk

[Verantwoording]

U.S. Fish & Wildlife Service, Washington, D.C.

[Illustratie op blz. 7]

Schildpad — mogelijk magnetisch zintuig

[Illustratie op blz. 8]

Olifant — laagfrequent gehoor

[Illustratie op blz. 8]

Hond — hoogfrequent gehoor

[Illustratie op blz. 9]

Dolfijnen — sonar