Snelle knaagdieren balanceren de flexibiliteit en afstand van boomtakken wanneer ze door het bos razen
Vos eekhoorns (Sciurus niger) zijn boomacrobaten die snel van boomtak naar boomtak kunnen springen. Nieuw onderzoek laat zien hoe deze knaagdieren hun sprongen maken.
Liefhebbers van parkour hoeven niet verder te zoeken dan in de bomen om inspiratie op te doen. De luchtacrobatiek van eekhoorns maakt de knaagdieren meesters van de vorm, suggereert een nieuwe studie.
Een gedetailleerde blik op hoe eekhoorns navigeren door smalle takken die buigen en zwaaien met de wind – waar de kleinste fout de dood zou kunnen betekenen – laat zien dat de knaagdieren berekeningen van een fractie van een seconde maken om afwegingen te maken tussen de buigzaamheid van takken en de afstand tussen boomtakken. En voor bijzonder lastige sprongen, eekhoorns improviseren bewegingen in parkour-stijl in de lucht om de landing vast te houden, rapporteren onderzoekers in de 6 aug Wetenschap.
Deze studie is “een geweldig voorbeeld van hoe cool ‘normale’ dieren kunnen zijn in hun biomechanica”, zegt Michelle Graham, een afgestudeerde student biomechanica aan Virginia Tech in Blacksburg, die niet betrokken was bij het onderzoek. “We hebben allemaal eekhoorns gekke dingen zien doen in de natuur, maar niemand besteedt er ooit aandacht aan.”
Tenzij je bent zoals Nathaniel Hunt, die sinds zijn afstuderen gebiologeerd is door het kijken naar eekhoorns die door het verhaal flitsen. “Boomluifels zijn ongelooflijk uitdagende omgevingen om te navigeren”, zegt Hunt, een integratieve bioloog aan de Universiteit van Nebraska Omaha. Wanneer een eekhoorn tussen buigzame takken springt, moet hij inschatten hoe ver hij moet springen en weten wanneer hij moet springen. Spring te vroeg en de eekhoorn komt te kort. Te laat, en de eekhoorn zal zich op een tak bevinden die te dun is om te lanceren. Hunt vroeg zich af: “Hoe zijn ze gevoelig voor die afweging en slagen ze erin om nauwkeurige sprongen te maken?”
Om daar achter te komen, ontwierpen hij en zijn collega’s een kunstmatige hindernisbaan in het bos aan de rand van de campus van de University of California, Berkeley. Vervolgens gebruikte het team pinda’s om loslopende vosseneekhoorns te lokken (Sciurus niger) in rennen en springen door een reeks acrobatische tests (SN: 29/01/19).
Ten eerste leerden de onwetende proefpersonen om van kunstmatige takken van hoge, gemiddelde of lage stijfheid over een opening te springen om een prijs te behalen: een mand met pinda’s aan het einde van een landingspen. High-speed video legde details vast van de sprongen, van lanceerpunt tot landingsnauwkeurigheid, voor twaalf eekhoorns die 96 sprongproeven overspannen.
Het is niet verwonderlijk dat de eekhoorns eerder uit meer buigzame takken sprongen – vermoedelijk om de springkracht te maximaliseren – hoewel dat de afstand die de dieren moeten afleggen toenam, zegt Hunt. Door te vergelijken wat de eekhoorns daadwerkelijk deden met statistische modellen die optimale springbeslissingen simuleerden, ontdekten de onderzoekers iets interessants: de flexibiliteit van takken had ongeveer zes keer zoveel invloed op wanneer eekhoorns besloten te springen als de lengte van de opening. Als eekhoorns meer om afstand hadden gegeven, zouden ze vanaf ongeveer dezelfde plek op de hengel zijn gesprongen, ongeacht de kans. “We waren verrast om te zien dat eekhoorns beide dingen tegelijkertijd wegen, maar in verschillende hoeveelheden”, zegt Hunt.
De onderzoekers verhoogden de lat voor vijf eekhoorns door de flexibiliteit van takken en de afstand tussen de gaten te vergroten. De eerste sprongen waren minder dan sierlijk. Er vielen geen eekhoorns, maar de meeste landden eerst onhandig, grepen de pin waar ze op sprongen met hun voorpoten en zwaaiden rond om zichzelf op te trekken in plaats van netjes op handen en voeten te landen. Maar binnen vijf proeven “leerden eekhoorns hun aanvankelijke fout te compenseren”, zegt Hunt, wat ze deden door hun beginsnelheid aan te passen.
Als eekhoorns regelmatig dezelfde takken tegenkomen, zou zo’n snel leren “kunnen verklaren hoe ze zo vloeiend en snel bewegen” over bepaalde takken, legt Hunt uit. De knaagdieren kunnen zulke snelle navigators zijn, zegt hij, omdat “ze al hebben geleerd wat ze moeten weten over die tak.”
De eekhoorns verrasten de onderzoekers ook op andere manieren. Voor langere sprongen, of voor sprongen waarbij een landing hoger of lager dan het startpunt nodig was, draaiden veel eekhoorns in de lucht en gebruikten hun benen om van een aangrenzende verticale muur te “springen” in een parkour-achtige manoeuvre. Vaker wel dan niet, gebruikten eekhoorns parkour om te vertragen als ze te warm naar een landing kwamen. “Het is een extra controlepunt”, zegt Hunt.
Voor veel boomdieren is “springen tussen ledematen zo gewoon, en toch bestuderen we het zo vaak alleen in stukjes”, zegt Graham, zoals alleen naar de lancering kijken, maar niet naar de landing. De holistische blik van deze studie onthult “iets heel interessants over eekhoorns, waar ze meer rekening mee houden” [branch bendiness] dan de afstand tussen de gaten”, merkt ze op. “Ik weet niet of ik dat zou hebben geraden.”
