Een minuscule Braziliaanse kikkersoort heeft het kleinste evenwichtsorgaan van alle gewervelde dieren. Misschien zijn het daarom zulke klunzige springers.
Amerikaanse en Braziliaanse biologen onderzochten exemplaren van het geslacht Brachycephalus, de zogeheten kortkopkikkers. Deze beestjes zijn bijzonder klein: ze worden maar 1,2 tot 2 centimeter lang. Het evenwichtsorgaan in hun gehoorgang is dan ook van een passend minuscuul formaat. Maar daardoor functioneren deze onderdelen niet goed, zo ontdekten de biologen. Dat verklaart mogelijk waarom deze klunzige kikkers na een sprong regelmatig op hun rug eindigen.
De kikkers blijken nogal slecht in het inschatten van hun hoekversnelling. Daardoor vinden ze tijdens een sprong geen goede houding om succesvol te landen. In feite lanceren deze feloranje beestjes zichzelf gewoon de lucht in, en zien ze wel hoe ze terechtkomen. Dat is regelmatig op hun rug, op hun zij of met hun gezicht in de richting waar ze vandaan kwamen.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Grens aan natuurwet
De biologen onderzochten een onderdeel van het evenwichtsorgaan dat bestaat uit drie halfcirkelvormige kanaaltjes. Deze zijn gevuld met een vloeistof. Als je je hoofd draait, verschuift de vloeistof in het kanaal. Kleine haartjes in de kanaalwand gaan door deze stroming plat liggen, en sturen een seintje naar je hersenen. Zo weet je brein de beweging te verwerken, en raak je niet in de war.
Maar bij de Braziliaanse kikkers zijn deze kanaaltjes te dun, en stroomt de vloeistof niet goed door. De kleine kikkertjes onthullen zo een grens aan een natuurwet die bekend staat als de wet van Hagen-Poiseuille, die drukverschillen tussen twee plaatsen in een buis beschrijft wanneer vloeistof door die buis stroomt. In het oor van de kikkers is de buis blijkbaar zo dun dat de vloeistof niet meer netjes volgens de Hagen-Poiseuille-regels beweegt.
Kikkerlinie
De biologen onderzochten niet alleen minikikkers. Ze bestudeerden het binnenoor van in totaal 147 kikker- en paddensoorten. Daarbij baseerden ze zich op röntgenscans van de beestjes. Daarnaast bestudeerden ze ook grote exemplaren, zoals de goliathkikker, met een lengte tot 32 centimeter de grootste kikker ter wereld.
Ook maakte de onderzoeksgroep filmpjes van hun sprongtechniek. Van één soort, Brachycephalus pernix, was overduidelijk dat ze evenwichtsproblemen hadden. Hun sprongen lijken op die van grotere kikkers en padden wanneer je hun evenwichtsorgaan van de wijs brengt. Onder meer de onhandige landingen met gestrekte achterpoten zijn typisch voor zulke evenwichtsverstoorde kikkers.
De kleine kikkertjes waren echter kerngezond. De onderzoekers brachten hun klunzige sprongen daarom in verband met het minuscule formaat van hun evenwichtsorgaan.
Andere kleine springers
Toch is hiermee het mysterie van de klunzige kikkers niet helemaal opgelost, meent Mark Scherz, curator herpetologie bij het Natuurhistorisch Museum van Denemarken. Hij is van mening dat er méér zit achter de grillige sprongen.
Als alleen het formaat van het evenwichtsorgaan een factor was, zouden ook andere miniatuurkikkers slechte springers moeten zijn. ‘Maar uit persoonlijke ervaring, vooral met de kleine Stumpffia-soorten uit Madagascar, kan ik zeggen dat het ongelooflijk goede springers zijn als het nodig is. Ik heb Stumpffia madagascariensis, 10 tot 12 millimeter groot, wel eens een meter ver zien springen’, aldus Scherz. Ook jonge, onvolwassen kikkers zijn goede springers. ‘Terwijl sommige daarvan nog aanzienlijk kleinere evenwichtsorganen hebben. Dus ik vermoed dat het gedrag van de Brachycephalus te wijten is aan meer dan alleen gebrekkige halfcirkelvormige kanalen’, concludeert Scherz.
De kikkeronderzoekers komen dan ook met alternatieve theorieën. Een daarvan is dat het springen een onbekend soort verdedigingsmechanisme is. ‘Dat zou dat zou hun grillig tuimelen in de lucht een heel eind kunnen verklaren’, stelt Scherz.
Blijvend verbazend
Mark Scherz was verrast toen hij leerde over de klunzige sprongen van de kikkertjes. ‘Ik had er nog nooit van gehoord. Het doet mij een beetje denken aan myotonische (flauwvallende) geiten. Ik weet niet of ik het zou hebben geloofd als ik de beelden niet had gezien.’
Aan de kant blijven kikkers verbazen met bizarre eigenschappen, stelt hij. Zo zijn er kikkers met UV-fluorescerende botten, en zijn sommige soorten niet in staat hun eigen lokroep te horen. ‘Op een gegeven moment moeten we ophouden ons te verbazen over de vreemde capriolen die ze uithalen in het gebladerte.’
