Darmen kronkelen net als een postelastiek

Darmen kronkelen net als een postelastiek.

De kronkels in het darmkanaal – hun aantal, vorm en omvang – in de buikholte van dieren zijn kenmerkend voor de soort. De vorm is geheel te verklaren uit de verschillen in groeisnelheid tussen de darm en het zogeheten mesenterium, de ophangband waarmee de darm over zijn gehele lengte vastzit aan de achterkant van de buikholte. Onderzoekers onder leiding van de van oorsprong Indiase wiskundige Lakshminarayanan Mahadevan van Harvard University publiceerden er donderdag over in Nature.

De wiskundigen betonen zich het moderne equivalent van de Romeinse haruspices, priesters die aan de hand van ingewanden van offerdieren de bedoeling van de goden konden opmaken. Mahadevan c.s. ontdekten een voorspellende waarde van een heel andere orde: het ontstaan van de ingewanden volgt mathematische wetmatigheden. In het embryo groeit het darmkanaal aanvankelijk als een rechte buis in de buikholte. Maar omdat de darm sneller groeit dan het lichaam in de lengte maakt de darm zijn eerste bocht, eerst 90 graden tegen de klok in en dan nog eens 180 graden. De draairichting ligt vast door links-rechts-asymmetrie in de cellulaire opbouw van het mesenterium. De darm groeit nog verder en dan ontstaan de secundaire kronkels door het achterblijven van de mesenteriumgroei. Met de computer is dat precies te simuleren (1).

Mahadevan laat deze kronkelwerking elegant zien in een model gemaakt van een postelastiek waarop aan de zijkant een rubberbuisje is genaaid. Als het rechtgetrokken elastiek wordt losgelaten ontstaat vanzelf de karakteristieke kronkeling. Zo krijgen de darmen van kippen, kwartels, vinken en muizen al in het embryo hun soorteigen vorm (2). Losgesneden van het mesenterium wordt de kippendarm weer zichtbaar als een lange buis (3).

Sander voormolen