WAGGELEN IS VOOR PINGUÏNS MANIER OM ENERGIE TE BESPAREN

Waggelen in plaats van recht lopen is voor pinguïns een manier om energie te besparen. Dat concluderen de Amerikaanse biologen Timothy Griffin en Rodger Kram na intensief biomechanisch onderzoek naar de wandelgang van keizerspinguïns (Aptenodytes forsteri). Pinguïns, uitstekende zwemmers, gebruiken twee keer zoveel energie om zich op land voort te bewegen dan loopvogels met een vergelijkbaar gewicht, bijvoorbeeld de emoe. Sinds dit in 1977 door middel van metingen van het zuurstofgebruik was vastgesteld, ging men ervan uit dat dit te wijten was aan de inefficiëntie van de waggelgang. Dat is nu ontzenuwd. Niet het waggelen, maar de korte poten van de pinguïns zijn de oorzaak van het hoge energieverbruik, aldus de Amerikanen. De dieren kunnen maar kleine stapjes zetten. Door de snelle pasjes die ze moeten maken is het nodig dat de spierkracht twee keer zo snel wordt opgewekt door snelle spiervezels die minder efficiënt zijn (Nature, 21/28 dec.).

Griffin en Kram lieten vijf keizerspinguïns uit het San Diego Sea World park over een speciale plankier lopen. De apparatuur onder de plank registreerde nauwkeurig de zijwaartse en in de looprichting gerichte krachten die de dieren uitoefenden tijdens de voorbeweging. In combinatie met simultane videobeelden reconstrueerden de onderzoekers de efficiëntie van de beweging.

Uit de metingen bleek dat pinguïns door hun schommelende gang bij elke stap tot tachtig procent van de bewegingsenergie terug kunnen winnen. Door hun bovenlichaam heen en weer te zwaaien verhogen de vogels hun zwaartepunt, hetgeen het makkelijker maakt de poten van de grond te tillen. De energie die dat kost, kunnen de vogels grotendeels weer terugwinnen doordat de zijwaartse beweging werkt als een slinger: door gebruikmaking van de zwaartekracht kan de beweging naar links worden omgezet naar rechts en andersom. De onderzoekers berekenden dat de dieren zonder waggelen veel minder bewegingsenergie zouden terugwinnen en daardoor meer spierkracht zouden moeten gebruiken.

Het terugwinnen van de bewegingsenergie bleek optimaal bij een snelheid van ongeveer een halve meter per seconde – in de natuur een gemiddeld tempo voor een pinguïn. De keizerpinguïn is de grootste pinguïnsoort met zijn gewicht van 21 kilo en zijn lengte van ruim een meter. Zijn poten zijn echter slechts 25 centimeter lang. In zijn natuurlijke habitat op de Zuidpool legt het dier meer dan honderd kilometer lopend af op weg van de broedplaats naar de open zee, en dat na vier maanden vasten in de barre Antarctische winter. Efficiënt lopen is dus van levensbelang.

Dit onderzoek naar keizerpinguïns biedt ook inzicht in het loopgedrag van andere dieren met korte poten die waggelen: eenden, ganzen en hagedissen. De studie levert sterke aanwijzingen dat de benodigde spierkracht om het eigen lichaamsgewicht te dragen een belangrijke factor is in de totale energiekosten bij lopen. Dat verklaart ook waarom personen met overgewicht en zwangere vrouwen soms `waggelen': dat is energetisch voordelig.