Er is een dier dat de zaken op poepgebied net wat anders aanpakt dan andere: de wombat, met z’n kubusvormige keutels. Onderzoek naar hoe de hoeken ontstaan, leverde een Ig Nobelprijs op. Nu bekeken dezelfde onderzoekers waarom wombats consistent keutels van ongeveer dezelfde grootte uitpoepen.
De grote boodschap van dieren ziet er heel verschillend uit. Van een kledderige koeienvlaai en cilindervormige hondendrollen tot dropjesachtige konijnenkeutels en dus de gekke wombat-kusbusjes.
Een internationale onderzoeksgroep dook in het raadselachtige ontstaan van de consistent gevormde keutels van onder meer ratten, geiten en wombats. Ze ontdekten een verrassende overeenkomst met stollend lava.
Deeltjesfysicus Dylan van Arneman: ‘Ik ben op zoek naar iets wat misschien niet bestaat’
Dylan van Arneman verruilt een paar keer per jaar zijn werkkamer op het Science Park in de Watergraafsmeer voor de ondergrond ...
Wombat keutels
Deze onderzoekersgroep liet in 2018 al zien dat de variërende elasticiteit van de dikke wombatdarm de poep tot een hoekige structuur kneedt. Deze ontdekking leverde de onderzoekers in 2019 de Ig Nobelprijs op, voor onderzoek dat je eerst laat lachen, en dan aan het denken zet.
Maar daarmee was het kubus-keutel-raadsel nog niet helemaal opgelost. Waarom komt de wombatpoep er namelijk niet uit als blokvormige sliert, maar als losse, even grote, kubus-keutels?
Die kubusvormige keutels zijn trouwens best handig. Ze rollen niet zo snel weg, waardoor je er een stabiel hoopje van kunt maken voor het afbakenen van je territorium.
Beeld: Photo by P. Yang and D. Hu/Georgia Tech
Lava
Inspiratie voor het beantwoorden van deze vraag kwam uit onverwachte hoek: vulkanen. Als lava stolt, kunnen er regelmatige, herhalende structuren ontstaan. Een voorbeeld zijn de zeshoekige zuilen van Giant’s Causeway in Ierland, die miljoenen jaren geleden ontstonden na een vulkaanuitbarsting.
Die structuren ontstaan doordat de bovenste laag lava sneller afkoelt dan de onderliggende massa. Daardoor krimpt deze sneller. Daardoor ontstaan spanningen die een regelmatig patroon van scheuren opleveren.
Dat deed de onderzoekers denken aan keutels. In de darmen is poep immers eerst ook een langwerpige sliert, net als tandpasta in een tube. Op een bepaald moment moet die sliert opbreken in regelmatige keutels, zoals de lava opbreekt in een regelmatige structuur.
Beeld: Joli, (CC BY-SA 3.0)
Vochtpercentage
Wat veroorzaakt dat opbreken? In de dikke darm onttrekt het lichaam vocht uit de poep, om zo min mogelijk water verloren te laten gaan. Daardoor droogt het geleidelijk uit. De onderzoekers vermoedden dat er daardoor scheuren ontstaan in de ontlasting, vergelijkbaar met die in afkoelend lava. Dat zou keutels kunnen opleveren.
Om deze theorie te testen, bootsten de onderzoekers het proces na in het lab. Ze gebruiken maïszetmeel, ofwel maizena, als ontlasting, omdat het daar erg op lijkt qua structuur en manier van opdrogen. Dit goten ze in een smalle geul. Vervolgens lieten ze het geleidelijk uitdrogen door het 60 tot 72 uur te beschijnen met een warmtelamp.
De scheuren die ontstonden waren net zo regelmatig als die in stollend lava en keutels. Hoe sneller de maizena droogte, hoe dichter de scheuren op elkaar zaten, en dus hoe kleiner de keutels.
Of er überhaupt keutels ontstaan in plaats van een lange drol, bleek af te hangen van het vochtpercentage van de poep. Ligt dat op 65 procent of minder, dan krijg je keutels. Boven de 65 tot 70 procent heb je drollen. En een koeienvlaai bestaat maar liefst voor uit 90 procent uit vocht.
Hiermee lijkt het laatste puzzelstukje van het wombatkubuskeutelraadsel opgelost. Deze poep-blokjes ontstaan door de darmwand die de ontlasting in een langgerekte vierkante vorm kneedt, en het droogproces dat daar kubusvormige keutels van maakt.
