De ideale wimper is eenderde oog lang

Bescherming tegen stof en uitdroging werkt het best bij bepaalde ooghaarlengte

Bij zoogdieren zijn de wimpers altijd eenderde keer zo lang als de diameter van het oog. Dan blijken ze het oog het best te beschermen tegen inwaaiend stof en tegen verdamping van het beschermende vochtvliesje op het oog. Dat concluderen Guillermo Amador van het Georgia Institute of Technology en collega’s in een grondig artikel in het vakblad Interface (25 februari 2015), dat een goede gooi doet naar de status van klassieker in de wimperwetenschap.

Wimpers, rijen van relatief dikke haren langs de randen van de oogleden, komen in heel het zoogdierenrijk voor, van gordeldieren tot aan chimpansees. Maar wat is de functie van deze oogharen?

Eén van de vaak genoemde opties is bescherming van het oog tegen inwaaiend stof en vuil. Dat klopt goed met de observatie dat mensen zonder wimpers vaker ooginfecties hebben. Maar wimperharen staan eigenlijk te ver uit elkaar om als een effectief luchtfilter te dienen – je moet er namelijk ook nog tussendoor kunnen kijken.

Wimpers zouden ook kunnen dien als sensoren – als een binnendringend object een wimper raakt, schieten de oogleden reflexmatig dicht om het oog te beschermen.

Of hebben wimpers een signaalfunctie? Bij mensen gelden lange, volle wimpers als aantrekkelijk, zo blijkt alleen al uit het bestaan van mascara en nepwimpers.

Om het eens goed uit te zoeken verzamelden Amador en collega’s wimpergegevens van 22 zoogdiersoorten, van de Amoer-egel tot de giraffe. Ze zetten de wimperlengte uit tegen de oogafmetingen. In het hele zoogdierenrijk bleek een vaste verhouding te gelden, van spitsmuis tot giraffe: de wimper meet in alle gevallen zo’n 0,34 maal de diameter van het oog.

Daarna voerden de onderzoekers computerberekeningen uit van luchtstromen gericht op een gesimuleerd oog, omheind door verschillende soorten wimpers. En ze experimenteerden met een model-oog in een miniwindtunnel, waarop verschillende soorten nepwimpers geplaatst konden worden: kort, lang, of helemaal afwezig.

Het modeloog kon bovendien gevuld worden met een plasje water, dat verdampt door de langs stromende lucht. Om na te bootsen hoeveel aangewaaide deeltjes in het oog komen, spoten de onderzoekers een mist van fluorescerende druppeltjes in de windtunnel. De druppels die in het oog terechtkwamen, konden vervolgens op een foto geteld worden.

Uit alle proeven en simulaties bleek dat een wimper met een lengte van ongeveer derde van de oogdiameter het best functioneert: de luchtstroom langs de oogbol is dan minimaal, net als de verdamping van oogvocht en het aandeel druppels dat in in het oog terechtkomt.

De onderzoekers hebben ook een verklaring voor de beschermende werking van wimpers. Ze vangen vóór de oogbol een relatief stabiel grenslaagje van lucht in, dat de inwaaiende wind dempt. Zonder wimpers is dat grenslaagje er niet, maar met té lange wimpers is het niet stabiel, bleek uit de simulaties. De inkomende lucht blaast dan gewoon tussen de wimpers door.

    • Bruno van Wayenburg