De lusten en lasten van leven op het randje van land en water
Als je denkt aan kikkers, denk je aan springen. De kikkersprong wordt vooral gebruikt om te ontsnappen aan predatoren en is best uniek in de dierenwereld. De achterpoten genereren de kracht om te springen en kunnen de kikker zichzelf laten lanceren tot een afstand van 20 keer zijn lichaamslengte in een fractie van een seconde. De pootspieren kunnen het lichaam alleen vooruit duwen zolang er contact met de ondergrond is, dus de lange achterpoten bieden kikkers meer tijd om te versnellen.
De ruggenwervels en pootbeenderen zijn enorm stevig en uitgerust met dikke spieren om het lichaam te stabiliseren, net als de nekwervels van Jan-van-genten, om te voorkomen dat het lichaam vervormt door de krachten tijdens de sprong.
Aangezien kikkers vooral passief jagen en slechts af en toe springen, bestaan de spieren uit zogenaamd “fast twitch” wit spierweefsel, geschikt voor het leveren van veel kracht in korte tijd voor explosieve bewegingen.
Rugscharnier
Kikkers hebben een uniek gewricht tussen de ruggengraat en het bekken dat werkt als een scharnier tijdens het springen, waarmee het lichaam en de achterpoten in lijn worden gehouden. Hoewel dit niet zozeer bijdraagt aan de springkracht, verkleint het de luchtweerstand aanzienlijk en misschien nog belangrijker, wordt voorkomen dat het lichaam kantelt in de sprong. Hierdoor wordt de nauwkeurigheid van de sprong en landing enorm vergroot.
De meeste boomkikkers springen tussen takken en bladeren heen en weer en vertrouwen waarschijnlijk veel meer op dit gewricht dan watergebonden kikkers, waarvoor het minder belangrijk is waar ze precies landen bij de ontsnappingspoging aan een roofdier.
Leven aan de waterkant
Een leven op het land en in water eist van dieren dat ze kunnen omgaan met een aantal uitdagingen die samenhangen met beide typen omgevingen. De meeste amfibieën, zoals kikkers en salamanders, gaan zulke uitdagingen aan en profiteren tegelijkertijd van het leven op land en in water. Hoewel kikkers hun eieren onder water afzetten en soms de winter doorbrengen op de bodem, spenderen bruine kikkers de meeste tijd op plekken waar land en water samenkomen. Op de oevers van vijvers, vennen en meren, langs beekjes en sloten, maar ook in bossen en graslanden jagen ze op ongewervelden.
Ze hebben een maaltje snel in de smiezen met bovenop de kop geplaatste ogen, waarmee ze onzichtbaar onder water blijven en nietsvermoedende prooien die langskomen in een valstrik lokken. De tong wordt bliksemsnel uitgeschoten en weer teruggetrokken om een prooi te vangen wanneer deze binnen bereik is. De tong is helemaal voorin de mond geplaatst en schiet naar voren en terug als een bungeejumptouw, waarbij de prooi meteen wordt beteugeld door erg plakkerig speeksel. Bij het uitschieten van de tong blijven de ogen gesloten, waarschijnlijk om eventuele schade aan de ogen te voorkomen als een prooi terug naar de mond wordt geslingerd. Het borstbeen is sterk en is verbonden met de tong door dikke spieren, die waarschijnlijk helpen bij het razendsnelle terugtrekken van de tong.
Een rij kleine tanden in de bovenkaak biedt grip op de prooi als deze de mond bereikt. Een opvallende eigenschap van kikkers is dat de ogen helpen bij het doorslikken van een prooi: door ze in de oogkassen te trekken, wordt het verhemelte versmald en daarmee het voedsel richting de keel geduwd.
Ouder dan dinosauriërs
De aanpassingen om letterlijk een leven op de rand te leiden als amfibie gaan ver terug in de tijd en evolutie en openden daarmee de deuren voor het landleven voor gewervelde dieren. Amfibieën waren de eerste die vanuit een visachtige voorouder het land koloniseerden, lang voor dinosauriërs leefden. De primaire uitdaging van het leven op zowel land als in water is de mogelijkheid om zuurstof uit de omgeving op te nemen in beide leefomgevingen. De kieuwen (welke nog steeds aanwezig zijn bij amfibieënlarven) zijn langzaam vervangen door functionele longen, die noodzakelijk zijn voor zuurstofopname uit de lucht tijdens het rondkruipen over land. Echter, een alternatieve aanpassingen voor kieuwen was nodig, omdat kieuwen snel uitdrogen op land, waarmee ze ongeschikt worden onder water. Ademhaling via de huid was de oplossing voor dit probleem.
Dun huidje
Amfibieën hebben dus een unieke manier van ademhalen ontwikkeld: deels door met de mondbodem lucht naar de longen te pompen en deels door hun huid. Zuurstof wordt geabsorbeerd uit het water door zeer kleine poriën in de huid, die extreem dun is en deze techniek mogelijk maakt. De zuurstof bereikt de bloedbaan via zeer kleine haarvaatjes net onder het huidoppervlak. Tot een vierde van de totale zuurstofbehoefte kan op deze manier worden binnengekregen! Het hebben van twee mogelijkheden om te ademen, maakt amfibieën extra geschikt om te leven op land en in water. Aangezien kikkers de beweging van hun borstkas niet gebruiken bij de ademhaling hebben ze, net als de meeste andere amfibieën, geen ribben.
Op het land houden slijmklieren de huid vochtig, waardoor zelfs buiten het water de ademhaling via de huid mogelijk is. Naast zuurstof kan ook water worden opgenomen via de huid, waardoor kikkers zonder te drinken vocht binnen kunnen krijgen.
Lees verder
Een van de voornaamste redenen voor bruine kikkers om het water te betreden is het voortplantingsseizoen, aangezien de eieren en larven alleen in water kunnen ontwikkelen. Mannetjes vormen zangkoren rond voortplantingswateren en maken een geluid dat versterkt wordt door de huid van hun keel en wangen op te blazen. Vrouwtjes dragen legklare eitjes bij zich, die gedurende de voorgaande winter hebben kunnen rijpen in het voortplantingskanaal, en worden aangetrokken door de mannenkoren.
Zodra een vrouwtje zich presenteert, kruipt een mannetje erbovenop en grijpt haar met de voorpoten vast tot ze eieren begint te leggen. Het mannetje bevrucht de eieren door er sperma overheen te sproeien tijdens of net na het leggen.
Langere voorpoot
Doorgaans zijn vrouwtjes groter dan mannetjes bij bruine kikkers, waarschijnlijk om de enorme aantallen eieren te kunnen huisvesten, maar de mannetjes lijken een relatief langere voorpoot te hebben. Waarschijnlijk hangt deze aanpassing samen met de dwanghouding die mannetjes toepassen bij de paring, waarbij ze met de voorpoten een fikse greep rond het lichaam van een vrouwtje moeten houden.
Deze voortplantingstechniek houdt in dat vrouwtjes veel energie moeten investeren in hun voortplantingsorganen om de eieren te produceren en te laten rijpen, zelfs in de winter, wanneer de kikker een winterslaap houdt. Deze situatie lijkt sterk op die van adders – noemenswaardig is dat de mannelijke bruine kikkers in ons onderzoek aardig wat vetreserves na de winterslaap hadden en de vrouwtjes niet.