Waar de meeste dieren met hun hart het bloed rondpompen door de bloedvaten, gebruiken zeespinnen hiervoor de darmen. Met darmperistaltiek zorgen de spinnen dat alle delen van het lichaam van zuurstof worden voorzien.
Mensen maken ook gebruik van darmperistaltiek. Onwillekeurige spiersamentrekkingen vermengen ons voedsel en verplaatsen het door de darmen. Zeespinnen transporteren op die manier bloed en zuurstof via hun darmen, vermelden wetenschappers in het vakblad Current Biology.
‘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.
Reuzenspinnen
Arthur Woods van de universiteit van Montana in Missoula bestudeerde samen met zijn collega’s zeespinnen rond Antarctica. Diep in de zeeën rond de polen zien onderzoekers vaak reuzengroei bij zeespinnen. De reuzengroei roept veel vragen op over standaard lichaamsfuncties, zoals zuurstoftransport.
‘Zeespinnen zijn heel mager en met een microscoop kun je makkelijk in hun lichaam kijken’, zegt Woods. ‘Vele uren heb ik naar het bloed en de darmperistaltiek van zeespinnen zitten kijken.’
Zwak hart, sterke darmen
Woods realiseerde zich dat de peristaltiek van de zeespinnen veel sterker was dan nodig voor de vertering van voedsel. Daarnaast zag hij dat de zwakke hartslag van de spinnen het bloed nauwelijks verder pompte dan het centrale lichaamsgedeelte.
‘Mijn aha-moment was de gedachte dat die krachtige peristaltiek helemaal niet om voedselvertering draaide, maar om gaswisseling’, zegt Woods. Het darmstelsel van zeespinnen ziet er dan ook heel ongewoon uit, zegt de onderzoeker.
‘Wij hebben centraal gelegen darmen, die allemaal in de buikholte liggen, maar de darmen van zeespinnen vertakken zich meerdere keren. In elke poot loopt een vertakking van de darm helemaal tot aan het uiteinde’, zegt Woods. ‘Bij zeespinnen zijn de darmen even alom aanwezig als onze bloedvaten.’
Evolutionaire oplossing
Zijn vermoeden bevestigde Woods door twaalf zeespinnen te bestuderen met video-microscopie. De onderzoekers manipuleerden de darmperistaltiek en zagen dat dit de zuurstoftoevoer in de poten beïnvloedde. En toen het team het zuurstofgehalte verlaagde, versterkte de peristaltiek in de spinnen.
De resultaten tonen aan hoe divers de evolutionaire oplossingen zijn voor problemen waar alle diersoorten tegenaan lopen. Of het uitgebreide darmstelsel eerst aangelegd is voor verteringsdoeleinden en later ingezet is voor de ademhaling, of andersom, is niet zeker. Woods hoopt dat de vondst van fossielen hier meer helderheid over zal geven.
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: