Graven om te eten; Burchtenbouwende slijkkreeft pompt water energiezuinig rond

HIJ GRAAFT een verticale gang van zo'n tien centimeter in de zeebodem. Daarna keert hij zich met een koprol om en graaft een tweede en derde schacht naar boven. Deze tunnels zijn het centrum van zijn burcht, van waaruit hij enkele decimeters lange gangen graaft. Het overtollige zand duwt hij naar boven, de burcht uit.

Hij graaft om te eten. Met zijn monddelen, een soort armpjes, veegt hij het zand los, waarna de lichtste korrels van het opdwarrelende zand tussen de haartjes op zijn monddelen blijven hangen. Die slikt hij in zodat hij de bacteriën, die aan de zandkorrels kleven, verteert.

Het slijkkreeftje Callianassa subterranea blinkt uit in water pompen en burchten bouwen, zo blijkt uit het onderzoek van dr. Eize Jan Stamhuis aan de Rijksuniversiteit Groningen. Stamhuis promoveerde vorige week maandag. “Hoe belangrijk het burchtenbouwende zeekreeftje is, werd tien jaar geleden pas bekend bij de inventarisatie van het Friese Front”, aldus Stamhuis.

In dit gebied in de Noordzee ontmoeten beide vloedstromen - die door het Kanaal en boven Schotland langs - elkaar twee keer daags. Vissen, plankton en bodemleven hopen zich er op. Met een buisboor werden bodemmonsters van een halve meter diep genomen, dieper dan tot dan toe gebruikelijk was. Tot veertig centimeter in de bodem bleek het te wemelen van de kreeftjes. Per vierkante meter zeebodem leven er gemiddeld veertig. Na zeeëgels en borstelwormen beslaan de kreeftjes de grootste hoeveelheid biomassa in de zeebodem.

WOELEN

Wellicht paart C. subterranea op de bodem, maar een paring is nog nooit waargenomen. “Wel zie je soms een eruptie van overtollig zand”, zegt Stamhuis. “De kreeftjes woelen de hele bodem om, met inbegrip van organisch materiaal en mogelijke gifstoffen die gedumpt zijn. Het vissen met sleepnetten is waarschijnlijk verwoestend voor de burchten, al zou het kunnen dat de kreeften de schade herstellen.” Stamhuis vermoedt dat de invloed van de kreeftjes op het ecosysteem groot is. “Ze pompen voortdurend water door de gangen. Zo dringt zuurstof in de zeebodem waardoor weer allerlei organismen kunnen leven.”

Het ecologische belang van de kreeftjes was voor Stamhuis reden om hen te onderzoeken. Ze lieten zich gemakkelijk in het laboratorium bestuderen. Stamhuis liet smalle, doorzichtige bakken van kunststof bouwen, vijf tot twaalf millimeter breed. Die vulde hij met zeewater en zeezand. De kreeftjes passen precies in deze bakken. Een slijkkreeft is een centimeter of zes lang, en meestal niet breder dan een centimeter. In zo'n smalle bak zijn de gangen van de kreeft precies na te gaan.

Een groot deel van zijn tijd graaft het kreeftje niet, maar pompt hij vers, zuurstofhoudend water de burcht binnen. Het dier moet namelijk aan zuurstof komen voor de ademhaling. Dat rondpompen van water doet hij met zijn zes zwempootjes. Om de waterstroom zichtbaar te maken, gooide Stamhuis kleine stukjes polyetheen in het water, die hij vervolgens met rood laserlicht bescheen. Het idee voor deze techniek komt uit fundamenteel stromingsonderzoek in de luchtvaart. Stamhuis: “Om het toepasbaar te maken voor water heb je deeltjes nodig waar de kreeft geen last van heeft. En ze moeten exact even zwaar zijn als zeewater, anders zinken of drijven ze. Polyetheen bleek geschikt. In het begin zat ik te klungelen met een vijl en een zeefje om kleine stukjes te krijgen. Ik gebruikte rood licht, omdat de kreeftjes dat niet kunnen waarnemen met hun onderontwikkelde ogen. Maar met zo'n gewone lichtbundel beschijn je de deeltjes over de totale diepte van de bak en krijg je een chaos op het beeldscherm te zien. Daarna probeerde ik het met een laser. Daarmee kon ik een doorsnede van de bak belichten, een strook van een halve millimeter. Daarin is de waterstroom exact te zien.”

Stamhuis schreef een computerprogramma, waarmee hij de stroming analyseerde. Hij berekende hoeveel energie het zou kosten of opleveren, als de kreeft zijn pomptechniek zou wijzigen. “Met zijn zwempootjes duwt de kreeft het water naar achteren. Tijdens het pompen sluit de kreeft de gang grotendeels af met zijn staart. Het water wordt door een opening onder de staart geperst. Dat kost extra energie. Maar door de vernauwing treedt een stroomversnelling op, waardoor het water gelijkmatiger stroomt. Zonder staart zou je een pulserende stroom krijgen, als een zwemslag die steeds een bups water verplaatst.”

GOLVENDE SLAG

De pulsering wordt eveneens tegengegaan door de beweging van de zwempootjes. Die maken niet alle zes tegelijk een zwembeweging, maar nemen de beweging van elkaar over. De voorste twee pootjes beginnen, waarna de pootjes erachter meegolven. Stamhuis ontdekte dat een constante stroom zes keer zo weinig energie kost als een pulserende stroom. Daarom bewegen zwemmende kreeftensoorten zich ook met zo'n golvende slag voort. “Ik werd na een interview op de lokale radio meteen gebeld door een pompfabrikant”, zegt Stamhuis. “Hij wilde de pomptechniek van de slijkkreeft toepassen om energie te besparen.”