Eindelijk bestaat er inzicht in de voorspelbare wijze waarop darmen zijn opgerold in de buikholte. Daartoe bundelden biologen, wiskundigen en ingenieurs hun krachten.

Tot nog toe was onduidelijk waarom bij ieder soort zoogdier de darmen altijd op dezelfde wijze zijn gekronkeld. Onderzoekers van Harvard University beschrijven in Nature dat daar simpele spelregels aan ten grondslag liggen.

Bij de mens groeit het darmkanaal tussen bevruchting en geboorte ruim twee meter. De darm vormt allerlei lussen in de buikholte, en dat is bij ieder mens vrijwel op dezelfde manier. Evenzeer hebben de darmen van kippen een kenmerkend oprolpatroon.

Het ligt niet zozeer aan de beperkte ruimte, zo stellen de onderzoekers vast. Het komt vooral doordat het mesenterium, een vlies waarmee de darm in de buikholte vastzit, minder snel groeit dan de darm. Daardoor dwingt dat de darm om lussen te maken.

Een simulatie van een gekronkelde kippendarm (boven) lijkt identiek aan en werkelijke kippendarm in dezelfde fase (onder).

Doordat het mesenterium aan één zijde van de darm vastzit, krijgen de windingen een voorkeursrichting. Zowel chirurgische ingrepen, in een vroeg stadium bij een kippenembryo als in een later stadium, bevestigden de rol van het mesenterium. Een model bestaande uit een siliconen buis met een latex vel eraan vast vormde vervolgens het uitgangspunt voor wiskundige modellen die de onderzoekers op een computer konden toetsen. Het mesenterium rekt uit, terwijl de groeiende darm wordt tegengehouden, totdat een omslagpunt wordt bereikt en de darm een kronkel vormt.

Ook bij diverse vogelsoorten en muizen zagen de onderzoekers dat ze de kronkeling van de darm konden voorspellen op basis van vorm, relatieve groeisnelheid en mechanische eigenschappen van de weefsels.

Erick Vermeulen