Zandhoen als waterreservoir – huidige wetenschap

Vogels beschermen zichzelf tegen het binnendringen van vocht met hun waterafstotende veren. Het Nama-zandhoen van Zuid-Afrika beoefent precies het tegenovergestelde. Dankzij zijn buikveren kan de vogel ongeveer 25 milliliter water opslaan – ongeveer 15 procent van zijn lichaamsgewicht – en het kilometerslang naar zijn nest dragen met weinig verlies. Slimme microstructuren langs de veren, die de Amerikaanse onderzoekers nu tot in detail hebben onderzocht, zijn daarvoor verantwoordelijk. Zoals ze in het tijdschrift The Royal Society Interface melden, kunnen deze structuren ook in droge gebieden worden gebruikt om dauwwater en verse flessen op te vangen.

“Het is absoluut verbazingwekkend hoe de natuur zulke structuren creëert om water zo efficiënt op te nemen en op te slaan”, zegt Jochen Müller van de Johns Hopkins University in Baltimore. Hij, samen met zijn collega Lorna J. Gibson van het Massachusetts Institute of Technology onderzocht het droge en natte buikkleed van een mannelijke nama sandgros (Pterocles namaqua) van de Harvard Zoology Group. Naast lichtmicroscopie maakten ze ook gebruik van scanning-elektronenmicroscopie, computertomografie en 3D-video-opnamen.

Uit deze analyses bleek dat micrometerdunne weerhaken langs de schacht van de veren verantwoordelijk waren voor een efficiënte wateropname en -opslag. In het onderste deel van de veer vormen deze pezen kleine buisjes met een diameter van 60 tot 90 μm. Hierin wordt water geabsorbeerd en vastgehouden door capillaire krachten. De doornen veranderen van vorm aan de bovenkant van de veer. Daar krullen ze zich, als ze nat zijn, op tot een soort afsluitdop die een groot verlies van opgeslagen water voorkomt, ook op een langere reis.

Zo kan de Nama-zandsteen meer dan de helft van het opgeslagen water vasthouden tijdens een reis van een half uur met snelheden tot 60 kilometer per uur. In de dorre streken van Zuid-Afrika kan hij bijvoorbeeld water uit waterpoelen zuigen en het kilometers verderop naar zijn nest dragen. Op deze manier vermijdt de vogel nestplaatsen in de buurt van een drinkplaats, wat veel dieren aantrekt, waaronder roofdieren van de vogels.

Op basis van hun geavanceerde gezandstraalde decodering kunnen Mueller en Gibson zich ook elektronische toepassingen voorstellen. Op deze manier kunnen deze structuren in woestijnen worden gebruikt om de efficiëntie van het onttrekken van water aan de ochtenddauw te vergroten. Onderzoekers geloven echter ook dat bidons of tassen voor atletische hardlopers mogelijk zijn, omdat het water tijdens het bewegen minder heen en weer stroomt dankzij de delicate structuren aan de binnenkant. Daartoe plannen ze momenteel pogingen om de gezandstraalde structuren na te bootsen met behulp van 3D-printers.