Leven met extreem weinig water

Water is van levensbelang voor alle organismen op aarde

Water, bron van leven

Voor levende organismen is water onontbeerlijk. Leven in woestijnen met  minder neerslag dan 250 mm per jaar en met soms lange droogteperioden kan zonder meer extreem genoemd worden. Woestijnen zijn immers de droogste plekken op aarde.

Het menselijk lichaam bestaat voor zestig procent uit water. Om dat lichaam goed te laten functioneren is er anderhalf tot twee liter vocht per dag nodig. Meer dan twaalf procent vochtverlies, ofwel drie dagen zonder drinken, is fataal.

Andere organismen zijn minder gevoelig voor uitdroging dankzij diverse aanpassingen. Sommige mossen, bepaalde muggenlarven, schelpdieren in de getijdenzone en zelfs de regenworm en sommige kikkers kunnen tijdelijk grote hoeveelheden van hun lichaamsvocht verliezen en later weer aanvullen zonder daarbij schade op te lopen.

De meeste neerslag ooit gemeten (op jaarbasis) is 13,3 meter te Lloro in Colombia. De minste regen, minder dan eentiende millimeter, valt in de Atacama Woestijn in Chili.

Tabel tolerantie waterverlies

Organisme	Maximaal waterverlies
Kleine vogels	tot 8%
Meeste zoogdieren (ook mens)	tot 12%
Bruine rat	tot 15%
Kameel	30%
Europese kikker	tot 35%
Kevers uit gematigde gebieden	tot 45%
Woestijnpad	48%
Meeste planten	50%
Tepelhoorn	tot 60%
Keverslak	75%
Woestijnkever	75%
Regenworm	75%
Mos	tot 90%
Valse roos van Jericho	97%
Larve van dansmug	97%

Kameel Camelus bactrianus

De kameel is een supersnelle dorstlesser: hij kan twee weken zonder vocht  en drinkt daarna in drie minuten tweehonderd liter water. Dat is eenderde van zijn eigen gewicht.

Een kameel kan twee weken zonder water

Het water wordt vanuit de maag direct opgenomen in de bloedbaan zodat het beschikbaar komt voor de uitgedroogde lichaamsweefsels. Het is een misverstand om te denken dat water wordt opgeslagen in zijn bulten, daarin zit een voorraad reservevet.



Overleven op plekken met weinig tot geen water

Er zijn twee strategiën die organismen toe kunnen passen om te overleven op plekken met weinig tot geen water: in rust gaan of efficiënt omspringen met het schaarse vocht. 

Strategie één: in rust gaan

Als het ontbreken van water een tijdelijke kwestie is, ontlopen sommige organismen dit door in een ruststadium te gaan. Hun levensfuncties komen op een laag pitje te staan en vaak zijn er ook uiterlijke veranderingen aan het organisme waar te nemen. 
Enkele voorbeelden:

Beerdiertje Tardigrada sp

 

Beerdiertjes kunnen wel honderd jaar zonder water

Bij uitdroging rolt het beerdiertje zich op tot een balletje. In een bolvorm wordt een kleiner deel van zijn huid blootgesteld aan de omgeving. Daardoor neemt het vochtverlies via verdamping af. Als de uitdroging doorzet wordt het celvocht van het beerdiertje, door de aanwezigheid van speciale suikers, steeds stroperiger en uiteindelijk verhardt het tot een soort glasachtige structuur. Hierdoor behouden de cellen hun vorm en liggen de celonderdelen ingebed zodat geen schade wordt opgelopen. Zo kunnen beerdiertjes wel honderd jaar zonder water. Zodra er weer water is komen ze binnen een paar uur weer tot leven.

Afrikaanse longvis Protopterus annectens

Longvis. Foto © Wereld Natuur Fonds

Zodra het droge seizoen begint en het waterpeil gaat zakken, graaft de Afrikaanse longvis een hol in de bodem van de rivier. De longvis kan in rust  acht maanden droogte overleven door zich in een beschermende cocon van slijm te hullen die uitdroging tegengaat. Als de rivierbedding droog staat, ademt de longvis via een buisje dat de cocon met de open lucht verbindt. Dat kan omdat hij behalve kieuwen ook longen heeft.

Valse roos van Jericho Selaginella lepidophylla  

Als de woestijnbodem uitdroogt, rolt de valse roos van Jericho zijn stengels op tot een strakke bal. Binnenin wordt het laatste water vastgehouden, aan de buitenkant ziet het balletje er uitgedroogd en dood uit. Er is geen groei meer en nauwelijks ademhaling. Zo kunnen jaren overbrugd worden, totdat het weer eens gaat regenen. Binnen een dag is de plant dan weer groen en in de groei. Deze cyclus van oprollen en ontvouwen kan de plant vele malen herhalen.

Saguarocactus Carnegiea gigantea

De plooien in de stam van de saguarocactus kunnen uitzetten om vocht vast te houden

De Saguarocactus slaat water op in zijn vlezige stam en kan daarmee droge periodes doorstaan. De spaarzame regen wordt meteen door de wortels opgenomen en de cactus zwelt op. Uitzetten is mogelijk door plooien in de stam, zoals de balg van een accordeon.

Als zijn watervoorraad is aangevuld (plaatje rechts) kan een Saguarocactus voor negentig procent uit water bestaan. Hij kan dan met een lengte van negen tot zeventien meter wel vijfduizend kilo wegen

Strategie twee: efficiënt omspringen met het schaarse vocht

Als er weinig vocht in de leefomgeving ter beschikking is kunnen dieren alleen overleven als ze zo zuinig mogelijk omspringen met elke druppel vocht die hun lichaam kan opnemen. Vooral woestijndieren zoals de Mongoolse gerbil en de woestijnzwartlijfkever zijn daar meesters in.

Mongoolse gerbil Meriones unguiculatus 

De Mongoolse gerbil plast slechts een paar druppeltjes per dag. Zijn nieren kunnen de urine zeer sterk concentreren. Hij krijgt zijn water vooral binnen via voedsel (planten, insecten en zaden) en is er zó zuinig op dat hij nauwelijks hoeft te drinken. Een vergelijkbaar knaagdiertje urineert vijf tot vijftien milliliter per dag. Een mens plast dagelijks ongeveer een liter, afhankelijk van hoeveel er gedronken wordt.

Woestijnzwartlijfkever Stenocara sp.

De woestijnzwartlijfkever leeft in de zeer droge woestijn van Namibië. Alleen de ochtendmist is een bron van vocht. Het rugschild van de woestijnzwartlijfkever is een instrument om vocht uit mist te oogsten. De kever gaat tegen de wind in, op zijn kop, op de top van een zandduin staan. Mistdruppels die  gevangen worden, groeien aan op wateraantrekkende bobbeltjes van zijn rugschild. Vanaf een bepaalde grootte beginnen de druppels via waterafstotende groeven naar beneden te rollen, regelrecht in de mond van de kever. Een mistontbijt als waterbron voor de rest van de dag.