Dorstige trekvogels verbranden eiwitten bij droogte

Trekvogels die uitgestrekte droge gebieden passeren gaan extra eiwitten verbranden om uitdroging te voorkomen. Deze hypothese heeft deze week extra ondersteuning gekregen door een elegant experiment dat in Science (9 september) beschreven staat. De eiwitten worden geleverd door afbraak van spieren en orgaanweefsel.

Alexander Gerson en Christopher Guglielmo van de University of Western Ontario lieten Noordamerikaanse lijsters urenlang tegen de wind in vliegen in een windtunnel waarbinnen het vochtgehalte van de lucht naar believen was te variëren. Het betrof exemplaren van de soort Catharus ustulatus (Swainsons lijster) die broedt in Canada maar overwintert in Midden- of Zuid Amerika. Vlogen de vogels bij 18 graden Celsius een paar uur door zeer droge lucht (relatieve vochtigheid 13 procent) dan verbrandden zij, naast een vaste hoeveelheid vetzuren, meetbaar meer eiwit dan wanneer ze door ‘normale’ lucht van 80 procent vochtigheid vlogen. Aannemelijk lijkt dat zij dan profiteren van het vele water dat bij eiwitverbranding vrijkomt. Per geleverde hoeveelheid energie (in joule) ontstaat bij de verbranding van eiwit vijf keer zoveel water als bij vet.

Op hun lange tochten tijdens de trek zijn trekvogels volledig op zelf geproduceerd water (endogeen water) aangewezen. Meestal volstaat het water dat de verbranding van vetzuren oplevert. Maar hoe trekvogels gebieden met extreem droge lucht konden passeren zonder uit te drogen werd tot dusver slecht begrepen. Door de hevige longventilatie die met het inspannende vliegen samen gaat verliezen vogels in droge lucht extreem veel vocht. Ze ademen immers steeds warme, verzadigde lucht uit. Er is wel gesteld dat niet voedselgebrek maar watergebrek de zwaarste beperkingen oplegt aan trekroutes en trekduur.

Uit de proeven in de windtunnel, waar de lijsters tegen een windsnelheid van 10 m/s invlogen, bleek dat de vogels evenveel vermogen nodig hadden voor vliegen door droge als door vochtige lucht: ongeveer 4,2 watt. Dat werd afgeleid uit het verlies aan vetten en eiwitten, zoals dat kon werd gemeten met de nieuwe techniek QMR: kwantitatieve magnetische resonantie. De waarde 4,2 watt komt mooi overeen met een eerdere waarde die een isotopentechniek opleverde. Het is negen keer zoveel als het vermogen van het rustmetabolisme.

Na afloop van de windtunnelproeven bleken het relatieve watergehalte van het vogellichaam en de osmotische waarde van het bloed in alle gevallen even hoog te zijn, terwijl toch in droge lucht veel meer water was verloren. De QMR-analyse bewees dat in droge lucht meer eiwitten waren ingezet. In overeenstemming daarmee was het gehalte urinezuur in het bloedplasma na ‘droge vluchten’ verhoogd. Bij verbranding van eiwit komt veel stikstof vrij dat als urinezuur in het bloed belandt.

Het was al langer bekend dat trekvogels voor ze op reis gaan extra spierweefsel aanleggen en dat dat tijdens de trek verdwijnt. Het belang daarvan voor de waterhuishouding was tot dusver slechts theoretisch onderzocht. De proteïnen-voor-water-strategie vergroot de mogelijkheden van trekvogels.

Karel Knip