Wetenschap - 1 januari 1970

Koeren door supersnelle spieren

Duiven sturen hun karakteristieke zang aan met speciale, supersnelle spieren. Deze ontdekking maken Wageningse dierwetenschappers deze week wereldkundig in het tijdschrift Nature. Een vondst die naar meer smaakt. ‘Duiven hebben een simpele zang, bij zangvogels moeten spieren zitten die nog veel sneller samentrekken’, denkt ir Coen Elemans.

Een publicatie in Nature, een nieuwsbericht in Science Now en een stortvloed aan telefoontjes van journalisten. Bioloog Coen Elemans, aio bij de leerstoelgroep Experimentele dierkunde, zat deze week even in de roller-coaster. ‘Het is de ontlading van een jaar hard werken, dit is echt kicken’, aldus Elemans.
Al meer dan vier jaar onderzoekt Elemans de mysteries van de syrinx, de vogelvariant van het strottenhoofd. Een aantal trillende lippen en membranen in dit unieke vocale orgaan in de luchtpijp maakt het vogels mogelijk zang te produceren. ‘Het snelle aan- en uitschakelen van het geluid tijdens de zang kan echter niet gestuurd worden met normale spieren omdat deze niet snel genoeg zijn’, aldus Elemans.
In zijn zoektocht naar het geheim van de vogelzang analyseerde Elemans de geluidssignalen en maakte hij met behulp van stalen buisjes en condooms modellen van de syrinx. Uiteindelijk was duidelijk dat het geheim niet opgelost kon worden zonder metingen bij levende vogels. Hiervoor ging Elemans vorig jaar op bezoek bij Franz Goller van de University of Utah in de Verenigde Staten.
Elemans: ‘Goller is een rete goeie chirurg. Dankzij hem konden we bij lachduiven piepkleine elektrodes inbrengen, waardoor we gelijktijdig de spieractiviteit in de syrinx en het geluid bij levende duiven konden meten’. Bij de experimenten zijn lachduiven gebruikt, een soort die veel lijkt op de bekende tortelduif.
Terug in Nederland lukte het Elemans, zelf inmiddels ook goed getraind in het precisiewerk, om het hele spierapparaat rond de syrinx uit te prepareren en acht uur levend te houden in een speciale fysiologische oplossing. Zo kon de aansturing van de spieren tot in detail worden bestudeerd en was het zelfs mogelijk een gesimuleerde koer terug te spelen aan de spier.
Uit de experimenten blijkt dat de spieren actief zijn tijdens de snelle pulsen van de karakteristieke tril van het koeren en niet tijdens de stille intervallen. ‘Samentrekking van de spieren zet het geluid dus aan en niet uit, zoals tot nu toe werd gedacht’, aldus Elemans. De samentrekking gebeurt zo snel - binnen de tien milliseconde - dat er sprake moet zijn van zogenaamde supersnelle spieren. ‘Dit soort spieren is tot nu toe alleen gevonden in zeer gespecialiseerde organen, in de staart van ratelslangen en rond de zwemblaas van een aantal vissoorten’, aldus Elemans.
Hij staat te popelen om te onderzoeken of echte zangvogels als de leeuwerik over nóg snellere spieren beschikken. ‘Duiven hebben een relatief simpel zangrepertoire en een relatief grote syrinx. Bij zangvogels ligt dit allemaal veel complexer en het kan haast niet anders of ze moeten ook over supersnelle spieren beschikken. Hypersnelle spieren? Nou, laten we het voorlopig houden op nog snellere supersnelle spieren.’/ GvM

Re:ageer