iStock - GettyImages - Thorsten Spoerlein | Licentie: RF Getty Images
Zijn vogelskeletten echt lichter?
De botten van mensen en andere zoogdieren zijn helemaal gevuld met been en beenmerg. In de botten van vogels zit lucht. Toch zijn vogelbotten geen holle buisjes waar verder helemaal niets in zit. De botten zitten vol dwarsbalkjes, die voor stevigheid zorgen.
De holle botten van vogels zitten vol dwarsbalkjes. Mensenbotten zijn helemaal gevuld met been en beenmerg.
Arizona Board of Regents / ASU Ask A Biologist | Licentie: CC BY-SA 3.0
Zijn de skeletten van vogels dankzij hun holle botten ook echt lichter dan de skeletten van zoogdieren? Onderzoekers ontdekten dat dit eigenlijk niet zo is. Vergelijk je een vogel met een knaagdier met hetzelfde gewicht, dan zijn hun skeletten ongeveer even zwaar. Hoe zit dat?
Stevig en licht
Om te vliegen, hebben dieren sterke, onbuigbare botten nodig. Tijdens de vlucht komt er namelijk veel kracht op de botten te staan. Er is alleen één probleem: sterkere botten zijn compacter en daardoor zwaarder. Dat is onhandig voor een vliegend dier, want met een te zwaar skelet komt het dier nooit van de grond.
Vogels lossen dit op met hun holle botten. De wanden van de botten van vogels zijn heel sterk en dus zwaar. Maar omdat de botten van binnen hol zijn, blijven de botten zelf licht. Holle botten zorgen zo voor een sterk, onbuigbaar skelet dat niet te zwaar is. Een skelet waarmee je kunt vliegen!
Andere dino’s met holle botten
Wetenschappers ontdekten dat er lang geleden meer dieren waren met holle botten. Theropoden bijvoorbeeld, de groep dino’s waar zowel de vogels als Tyrannosaurus rex bij horen. Maar ook de sauropoden, de langnekken, hadden holle botten. Wat hadden deze niet-vliegende dino’s hieraan?
De Brachiosaurus is een bekende sauropode.
Public domain | Licentie: CC0
Holle botten om te ademen
Door uitgestorven theropoden en sauropoden met vogels te vergelijken, kwamen onderzoekers op een idee: de holle botten hebben te maken met hoe deze dieren ademden. Vogels hebben een bijzonder ademhalingssysteem. Net als wij hebben ze longen waarmee ze zuurstof uit de lucht halen. Bij mensen en andere zoogdieren gaat de lucht in de longen twee kanten op: de longen in bij het inademen en de longen weer uit bij het uitademen.
De uitademing van een Abelisaurus en een eend. De lucht gaat eerst naar de achterste luchtzak en dan via de long en voorste luchtzak weer naar buiten.
Zina Deretsky, National Science Foundation - edit Naturalis | Licentie: CC0
Vogels hebben naast hun longen ook nog luchtzakken. Deze luchtzakken slaan lucht op en pompen die door de longen. Via deze luchtzakken stroomt lucht in vogellongen altijd maar één kant op, van de achterste luchtzakken naar de voorste luchtzakken. Dankzij deze manier van ademen, halen vogels meer zuurstof uit lucht dan zoogdieren.
Bij vogels stroomt de ingeademde lucht eerst naar de achterste luchtzakken. Die luchtzakken pompen de lucht door de longen, naar de voorste luchtzakken, waarna de lucht weer wordt uitgeademd.
Text modified, diagram from University of California Museum of Paleontology | Licentie: Alle rechten voorbehouden
De holle botten van vogels zijn verbonden met deze luchtzakken en worden dus gebruikt om lucht in op te slaan. Onderzoekers denken nu dat dat bij theropoden en sauropoden ook zo was: de holle botten waren onderdeel van hun ademhalingsstelsel.
Klaar voor de vlucht
De dino-voorouders van vogels hadden holle botten. Niet om te vliegen, maar om te ademen. Ook hadden deze dino’s soms veren, waarschijnlijk om warm te blijven. Nu weten we dat vogels mede dankzij hun botten en veren kunnen vliegen. Achteraf gezien is het dus best logisch dat een groep theropode dinosauriërs zich uiteindelijk ontwikkelde tot de dieren die tegenwoordig boven ons hoofd rondfladderen.