Een "joey", een jong van een wombat, in de buidel van zijn of haar moeder.

Mysterie uit het dierenrijk opgelost: hoe wombats kubusvormige uitwerpselen produceren

Wombats, de koddige, mollige buideldieren uit Australië, hadden tot nog toe een groot geheim: het zijn de enige dieren die we kennen die kubusvormige uitwerpselen produceren, en niemand wist hoe ze dat klaarspelen. Een Amerikaans-Australisch team heeft nu ontdekt dat de variërende elastische eigenschappen van de darmwand van de dieren daarvoor verantwoordelijk zijn. Het team hoopt dat de methode ook gebruikt kan worden in productieprocessen.   

Het team stond onder leiding van Patricia Yang, een postdoctoraal werktuigbouwkundig ingenieur aan het Georgia Institute of Technology, en zij geloofde eerst niet dat de uitwerpselen van wombats een kubusvorm hebben. 

"Het eerste wat me ertoe bracht dit te onderzoeken, was dat ik nog nooit zoiets vreemds gezien had in de biologie. Dit was een mysterie", zei Yang in een persmededeling. "Ik geloofde eerst zelfs niet dat het waar was. Ik googelde het en vond een heleboel over kubusvormige wombatpoep, maar ik was sceptisch."

Yang bestudeert de hydrodynamica van vloeistoffen, onder meer bloed, verwerkt voedsel en urine, in de lichamen van dieren. Ze was er nieuwsgierig naar hoe de verschillen in de verteringsprocessen, en de structuren van de zachte weefsels van de wombats, de vreemd gevormde uitwerpselen zouden kunnen verklaren.    

Yang en haar mede-auteurs dissecteerden en bestudeerden het spijsverteringsstelsel van wombats die men had laten inslapen na botsingen met auto's op het Australische eiland Tasmanië. 

Ze ontdekten dat de ontlasting in de buurt van het einde van de darm overging van een vloeibare vorm naar een vaste vorm, die bestond uit kleine, afzonderlijke kubusjes. De groep kwam tot de conclusie dat de wisselende elastische eigenschappen van de darmwand van de wombats de vorming van de kubussen mogelijk maken.  

Een kubusvormig uitwerpsel van een wombat. Bjørn Christian Tørrissen/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0

Een stapel uitwerpselen

Wombats zijn de enige dieren die we kennen met kubusvormige uitwerpselen, en dat brengt meteen een volgende vraag met zich mee: waarom?

Wombats leggen hun uitwerpselen op een stapeltje om hun gebied af te bakenen, en om met elkaar te communiceren door middel van geuren. 

Ze maken die stapeltjes op opvallende plaatsen, bijvoorbeeld naast hun hol, op een omgevallen boomstam, op een rots of op een kleine verhoging, omdat ze slecht kunnen zien. Als de stapel hoger is, en op een goede, opvallende plaats staat, springt hij meer in het oog, en zal hij meer andere wombats lokken, om te komen ruiken en te communiceren met hun geuren. 

En daarom is het belangrijk dat de keutels niet weg rollen, iets waar de kubusvormige uitwerpselen voor zorgen.   

Een Tasmaanse wombat in een dierentuin. AP2010

Nuttig voor productieprocessen?

In de kunstmatige wereld van de mens komen kubusvormige structuren veelvuldig voor, en worden ze gemaakt door inspuiting in een vorm of door de vorm uit te snijden. In de natuurlijke wereld zijn kubussen daarentegen heel zeldzaam, en momenteel zijn wombats de enige soort waarvan we weten dat ze in staat is op een organische manier kubussen te produceren. 

"Momenteel hebben we maar twee methoden om kubussen te produceren: we maken ze in een vorm, of we snijden ze uit. Nu hebben we deze derde methode", zei Yang. "Het zou een coole methode zijn om toe te passen in een productieproces - hoe een kubus maken met zacht materiaal in plaats van hem in een harde vorm te produceren."

Yang hoopt dat het onderzoek van de groep naar de wombats zal bijdragen aan de huidige kennis van transport door zachte weefsels, of hoe de darm beweegt. Ze benadrukte dat bij het onderzoek van het team zowel de werktuigbouwkunde als de biologie betrokken was, en dat de bevindingen waardevol zijn voor de beide onderdelen van de wetenschap. "We kunnen leren van wombats, en hopelijk kunnen we deze nieuwe methode toepassen in onze productieprocessen. We kunnen leren begrijpen hoe we materiaal op een zeer efficiënte manier kunnen verplaatsen." 

"Het grote publiek, zowel in Australië als internationaal, is erg geïnteresseerd in hoe en waarom wombats kubusvormige uitwerpselen maken. Er zijn al veel ideeën - sommige al vermakelijker dan andere - naar voren gebracht om dit te verklaren, maar tot deze studie had nog niemand de oorzaak ervan onderzocht. Dit is een fantastische samenwerking geweest die aantoont hoe waardevol interdisciplinair onderzoek is voor het doen van nieuwe ontdekkingen", zei de Australische bioloog Scott Carver. Carver is degene die het team voorzag van de stalen van de ingewanden van de wombats. 

Yang, Carver en de overige teamleden David Hu en Miles Chan zullen hun bevindingen toelichten op de 71st Annual Meeting van de American Physical Society's Division of Fluid Dynamics, die momenteel plaatsvindt in Atlanta, Georgia.  

Twee "verse" wombatkeutels (Foto: P. Yang and D. Hu/Georgia Tech)