De mug en de blauwe vinvis volgen dezelfde wetmatigheid met de slagen van hun vleugels en flippers

Insecten, vogels en vleermuizen in de lucht, en walvissen en pinguïns onder water, slaan allemaal met hun vleugels of flippers met een frequentie die voldoet aan precies dezelfde wetmatigheid. Dat schreven drie Deense wetenschappers deze week in PLOS ONE.

Die slagfrequentie blijkt voor alle dieren, van mug tot blauwe vinvis, op dezelfde manier samen te hangen met de massa van dat dier (in de volksmond: het gewicht) en het vleugel- of flipperoppervlak. Voor de liefhebbers: de frequentie varieert recht evenredig met de wortel van de massa, gedeeld door het vleugel- of flipperoppervlak.

Dat is opmerkelijk, schrijven de biologen in PLOS ONE, want de vlieg- en zwemkunst zijn in veel diergroepen geheel onafhankelijk van elkaar geëvolueerd. Ook biomechanisch verschillen die verschijnselen enorm. Bij vogels en vleermuizen zijn de vleugels bijvoorbeeld in feite aangepaste voorpoten. Bij insecten zijn het uitgroeisels van het chitinepantser, die niets met poten te maken hebben. De aansturing ervan verloopt dus ook heel anders.

Klein setje dierengegevens

Toch hadden de biologen wel enige wetmatigheid verwacht, net zoals een schommel of slinger heen en weer gaat met een kenmerkende ‘eigenfrequentie’. Die hangt alleen samen met de lengte van de slinger, en niet met de massa. Maar hoe dat in het dierenrijk zou zitten, wisten ze niet. De slingerformule werkte in elk geval niet. Ze sloegen daarom gewoon aan het proberen, met een klein setje dierengegevens.

Daaruit rolde, na veel gepuzzel met grafieken, schalen en correlaties, de bovenstaande wetmatigheid. Die testten ze vervolgens, op basis van literatuurstudie, met gegevens van 176 soorten insecten (waaronder bijen, motten, libellen, kevers en muggen), 212 soorten vogels (van kolibries tot zwanen), 25 soorten vleermuizen (van piepkleintjes die 5 gram wegen tot forse vliegende honden), tien soorten walvissen (van de noordelijke butskop, 7 meter lang, tot de blauwe vinvis van 30 meter) en zes soorten pinguïns.

Overal klopte de wetmatigheid. Toen rekende de biologen ook nog even uit hoe snel het grootste vliegende dier ooit, de nu uitgestorven pterosauriër Quetzalcoatlus northropi (65 kilo, spanwijdte zo’n 10 meter, vleugels van elk 10 vierkante meter), met zijn vleugels moet hebben geflapt. Het antwoord: 0,7 keer per seconde. Nog best snel, als je je er een voorstelling van maakt.