‘Water, water, every where, nor any drop to drink”, verzucht de schipbreukeling in het gedicht The Rime of the Ancient Mariner van Samuel Taylor Coleridge (1834). Want hoewel de zeeman is omringd door water, zou hij sterven als hij het dronk: het is te zout. Om het overtollige zout uit één glas zeewater te kunnen uitscheiden, hebben onze nieren namelijk anderhalf glas water nodig. Dat water halen ze uit ons bloed. Wij zouden er dus van uitdrogen – los van het feit dat we al snel gaan overgeven.
Hoe kan het dan dat meeuwen het wel kunnen? Zij halen hun water grotendeels uit hun voedsel, zoals verse vis, maar als hun voedsel te droog is drinken ze soms ook snavelsvol zeewater. De Noorse bioloog Knut Schmidt-Nielsen, een van de grondleggers van de dierfysiologie, zocht uit hoe dat kan en schreef er in 1960 een gezaghebbend artikel over in het tijdschrift Circulation.
Schmidt vertelt eerst over de werking van onze nieren, die bij ons het overtollige zout uitscheiden via de urine. Zoogdieren zijn de enige dierklasse waarbij vooral de nieren de zouthuishouding reguleren, schrijft hij. Bij vissen zijn het de kieuwen die zout uitscheiden, bij amfibieën is het de huid die juist zoetwater uit de omgeving opneemt.
Zeevogels, haaien en zeeschildpadden hebben andere orgaantjes die het overtollige zout uitscheiden: de zoutklieren. Bij zeeschildpadden liggen ze in de ooghoek en scheiden ze het zout af via traanvocht; bij haaien liggen ze bij de anus. En bij zeevogels liggen ze in het hoofd: aan de buitenkant van de schedel, boven op de oogkassen, in de buurt van de snavelbasis.
Die zoutklieren, schrijft Schmidt-Nielsen in zijn overzichtswerk, zien er vanbinnen een beetje uit zoals de nieren. Ze hebben een centraal kanaal waarin piepkleine vertakte zijkanaaltjes uitkomen. Daaromheen ligt een fijnmazig netwerk van bloedvaatjes. Gespecialiseerde cellen transporteren de zouten van het bloed naar het vocht in het afvoerkanaal via zogeheten actief transport: een moleculair pompsysteem dat bestaat uit eiwitten.
De zoutklieren doen dit veel efficiënter dan de nieren. Dat komt allereerst doordat ze gebruikmaken van het zogeheten tegenstroomprincipe. Dat zien we ook in de kieuwen van vissen en in warmtewisselaars: als twee stromen (van bijvoorbeeld water of bloed) tegengesteld aan elkaar lopen, dan is er over de hele lengte een concentratie- of warmteverschil tussen die stromen, en kan er dus over de hele lengte uitwisseling plaatsvinden (van zuurstof, warmte of in dit geval zout).
Zeer geconcentreerde vloeistof
De tweede reden waarom de zoutklieren efficiënter zijn dan de nieren, is dat hun cellen veel meer pompeiwitten hebben, én meer mitochondriën: de ‘energiefabriekjes’ van de cellen. Het pompen kost namelijk energie.
Het resultaat is dat er een zeer geconcentreerde zoute vloeistof uit die klieren drupt. Het loopt via een afvoerbuisje door de snavel – bij albatrossen en stormvogels ligt het buisje óp de snavel – naar de neusgaten, halverwege de snavel. Je ziet bij zeevogels daarom vaak een druppel aan de snavel hangen, die ze soms afschudden met een zwieper.
Dat dit supergoed werkt, bewees Schmidt-Nielsen in een beroemd geworden experiment. Hij liet een meeuw een tiende van zijn lichaamsgewicht aan zeewater drinken (hoe, dat vermeldt het artikel niet). Binnen drie uur had de snavel al dat zout weer uitgescheiden.
Dat zou de arme zeeman van Taylor Coleridge niet moeten proberen.
