Onderzoekers hebben een reeks 3D-scans met hoge resolutie gemaakt van darmen van bijna drie dozijn haaiensoorten.
De scans zullen het begrip vergroten van hoe haaien hun voedsel eten en verteren.
"De overgrote meerderheid van de haaiensoorten, en de meerderheid van hun fysiologie, is volledig onbekend."
In tegenstelling tot wat populaire media doen vermoeden, weten we eigenlijk niet veel over wat haaien eten. Er is nog minder bekend over hoe ze hun voedsel verteren en de rol die ze spelen in het grotere ecosysteem van de oceaan.
Al meer dan een eeuw vertrouwen onderzoekers op platte schetsen van het spijsverteringsstelsel van haaien om te onderscheiden hoe ze functioneren – en hoe wat ze eten en uitscheiden andere soorten in de oceaan beïnvloedt.
"Het is hoog tijd dat er moderne technologie wordt gebruikt om naar deze werkelijk verbazingwekkende spiraalvormige ingewanden van haaien te kijken", zegt hoofdauteur Samantha Leigh, assistent-professor aan de California State University, Dominguez Hills. "We hebben een nieuwe methode ontwikkeld om deze weefsels digitaal te scannen en kunnen nu de zachte weefsels zo gedetailleerd bekijken zonder erin te hoeven snijden."
De onderzoekers gebruikten voornamelijk een computertomografie (CT) -scanner van de Friday Harbor Laboratories van de University of Washington om 3D-beelden van haaiendarmen te maken, die afkomstig waren van exemplaren die werden bewaard in het Natural History Museum van Los Angeles.
De machine werkt als een standaard CT-scanner die in ziekenhuizen wordt gebruikt: een reeks röntgenfoto's wordt vanuit verschillende hoeken genomen en vervolgens gecombineerd met behulp van computerverwerking om driedimensionale afbeeldingen te maken. Hierdoor kunnen onderzoekers de complexiteit van een haaiendarm zien zonder deze te hoeven ontleden of verstoren.
"CT-scanning is een van de weinige manieren om de vorm van haaiendarmen in drie dimensies te begrijpen", zegt co-auteur Adam Summers, een professor bij Friday Harbor Labs die een wereldwijde inspanning heeft geleid om de skeletten van vissen en andere gewervelde dieren te scannen.
"Darmen zijn zo complex – met zoveel overlappende lagen, dat dissectie de context en connectiviteit van het weefsel vernietigt. Het zou hetzelfde zijn als proberen te begrijpen wat er in een krant stond door met een schaar naar een opgerold exemplaar te gaan. Het verhaal blijft gewoon niet bij elkaar.”
Uit hun scans ontdekten de onderzoekers verschillende nieuwe aspecten over hoe de darmen van haaien werken. Het lijkt erop dat deze spiraalvormige organen de beweging van voedsel vertragen en het naar beneden door de darm leiden, waarbij ze afhankelijk zijn van de zwaartekracht naast peristaltiek, de ritmische samentrekking van de gladde spier van de darm.
Zijn functie lijkt op de eenrichtingsklep die meer dan een eeuw geleden door Nikola Tesla is ontworpen en waarmee vloeistof in één richting kan stromen, zonder terugstroming of hulp van bewegende delen.
Deze bevinding zou een nieuw licht kunnen werpen op hoe haaien hun voedsel eten en verwerken. De meeste haaien gaan meestal dagen of zelfs weken tussen het eten van grote maaltijden, dus ze vertrouwen erop dat ze voedsel in hun systeem kunnen vasthouden en zoveel mogelijk voedingsstoffen kunnen opnemen, zegt Leigh. Door de vertraagde beweging van voedsel door hun darmen die de spiraalvormige darm veroorzaakt, kunnen haaien waarschijnlijk hun voedsel langer vasthouden en minder energie gebruiken bij het verwerken van dat voedsel.
Omdat haaien toproofdieren zijn in de oceaan en ook veel verschillende dingen eten – ongewervelde dieren, vissen, zoogdieren en zelfs zeegras – beheersen ze van nature de biodiversiteit van veel soorten, zeggen de onderzoekers. Weten hoe haaien verwerken wat ze eten en hoe ze afval uitscheiden, is belangrijk om het grotere ecosysteem te begrijpen.
“De overgrote meerderheid van de haaiensoorten, en de meerderheid van hun fysiologie, is volledig onbekend. Elke natuurhistorische observatie, interne visualisatie en anatomisch onderzoek laat ons dingen zien die we niet hadden kunnen raden”, zegt Summers.
"We moeten beter naar haaien kijken en vooral naar andere delen dan de kaken en de soorten die geen interactie hebben met mensen."
De auteurs zijn van plan een 3D-printer te gebruiken om modellen van verschillende haaiendarmen te maken om te testen hoe materialen in realtime door de structuren bewegen. Ze hopen ook samen te werken met ingenieurs om haaiendarmen te gebruiken als inspiratie voor industriële toepassingen zoals afvalwaterzuivering of het filteren van microplastics uit de waterkolom.
Andere co-auteurs van het artikel, gepubliceerd in Proceedings of the Royal Society B , zijn afkomstig van de University of California, Irvine; California State University, Dominguez Hills; Toegepaste Biologische Diensten; en de Universiteit van Washington.
Friday Harbor Laboratories, de UC Irvine OCEANS Graduate Research Fellowship, de Newkirk Center Graduate Research Fellowship, het National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program en UC Irvine financierden het werk.
Bron: Universiteit van Washington
Het bericht De spiraalvormige darmen van haaien werken als een uitvinding van Nikola Tesla verscheen eerst op Futurity .
