Nieuwe evolutionaire ‘regels’ gevonden die duikgedrag van dieren bepalen

Dieren die geen kieuwen hebben, maar toch onder water duiken om bijvoorbeeld voedsel te zoeken, moeten lang onderwater kunnen blijven om goed te kunnen overleven. Nieuw onderzoek toont aan dat alle duikende dieren, van kleine insecten tot grote walvissen, gedurende hun evolutie onderworpen zijn aan dezelfde principes die bepalen hoe lang ze onder water kunnen blijven. De studie wordt gepubliceerd in Proceedings of the Royal Society B op 27 mei.

Met een enorme dataset van duikgegevens hebben wetenschappers van de Radboud Universiteit, samen met collega’s uit het Verenigd Koninkrijk, Canada, Frankrijk en de Verenigde Staten, onderzocht hoe het duikgedrag van waterdieren die hun zuurstof uit de lucht halen kan worden verklaard vanuit lichaamsgrootte, lichaamstemperatuur en stofwisseling.

Groter betekent langer onder water

De onderzoekers vonden dat de maximale duiktijd sterk bepaald wordt door de lichaamsgrootte van een dier; grotere dieren kunnen langer onder water blijven. Wel zijn er duidelijke verschillen tussen koudbloedige en warmbloedige dieren. Koudbloedige dieren, zoals amfibieën, reptielen en insecten, kunnen weliswaar langer onder water blijven omdat ze minder snel zuurstof verbruiken, maar in warmbloedige dieren, zoals vogels en zoogdieren, neemt de maximale duiktijd harder toe met toenemende lichaamsgrootte.

‘Onze bevindingen vormen een nieuw fundamenteel principe in de evolutionaire fysiologie’, zegt eerste auteur Wilco Verberk, bioloog aan de Radboud Universiteit. ‘We laten zien dat zowel voor waterkevertjes als walrussen dezelfde algemene regels gelden als het gaat om de ontwikkeling van hun duikgedrag.’

Daarnaast is nu ook deels te verklaren waarom warmbloedige, duikende dieren, zoals walvissen, maar ook uitgestorven reptielen zoals ichtyosaurussen en plesiosaurussen, relatief groot zijn of waren. Een groter lichaam heeft bij deze dieren tot een relatieve toename van de duiktijd geleid.

Zuurstof is sleutelfactor

Met gegevens over het duikgedrag en lichaamskenmerken van 286 diersoorten (62 koudbloedigen en 224 warmbloedigen) hebben de onderzoekers getoetst of zuurstof een sleutelfactor is in het duikgedrag van dieren. De Oxygen storage and usage hypothese stelt namelijk dat grotere dieren langer en dieper kunnen duiken doordat ze meer zuurstof onder water kunnen meenemen, terwijl ze relatief minder zuurstof verbruiken. Deze hypothese lijkt dus op te gaan voor alle duikende dieren, onafhankelijk van hun evolutionaire verwantschap en manier van stofwisseling.

Verberk: ‘Onze analyse is de meest grootschalige en complete in dit vakgebied tot nu toe. Het toont aan dat lichaamsgrootte en lichaamstemperatuur op eenzelfde manier de duiktijd beïnvloeden, ook in dieren die ontzettend ver van elkaar verwijderd zijn in de evolutionaire stamboom zoals insecten, reptielen, vogels en zoogdieren.’

David Bilton, hoogleraar Aquatische biologie aan de Universiteit van Plymouth vervolgt: ‘Onze resultaten veranderen ons begrip van duikende dieren aanzienlijk. Ze helpen ons bepalen hoe de ecologie en evolutie van bestaande en uitgestorven duikers wordt vormgegeven.’

Nieuwe evolutionaire ‘regels’ gevonden die duikgedrag van dieren bepalen

Publicatie

'Universal metabolic constraints shape the evolutionary ecology of diving in animals', Proceedings of the Royal Society B.

DOI: 10.1098/rspb.2020.0488

Meer weten? Neem contact op met

Aan deze website wordt nog gewerkt. Meer informatie: 'een nieuwe website'.