Hoe langer de gaap, hoe groter het brein
Gapen hoeft geen teken van verveling te zijn, het blijkt eerder een graadmeter voor de hersenomvang. Dieren met een groter brein gapen langer dan dieren met kleinere hersenen, blijkt uit een onderzoek naar meer dan honderd soorten zoogdieren en vogels. Gedragsbioloog Jorg Massen (Universiteit Utrecht) en zijn collega Andrew Gallup (State University of New York Polytechnic Institute) leidden het onderzoek. Ze publiceren hun resultaten in het vakblad Communications Biology.
Gapen doen we zo’n vijf tot tien keer per dag. We zijn echter niet de enige soort die dit opmerkelijke gedrag vertoont. De meest uiteenlopende diersoorten gapen regelmatig, en biologen vragen zich af waarom dat gedrag is ontstaan. Onderzoek van gedragsbioloog Jorg Massen en collega’s levert nu een sterke aanwijzing dat de duur van gapen is gekoppeld aan de hersenomvang en het aantal neuronen in het brein.
Gapen koelt het brein
Een populaire verklaring voor gapen is dat het de hersenen van extra zuurstof voorziet. Maar dat blijkt niet het doel van gapen te zijn. Recente onderzoeken tonen namelijk aan dat gapen de hersenen afkoelt. ‘Tijdens gapen ademen we koele lucht in en strekken we de spieren rond de mondholtes. Zo verhoog je de toevoer van koeler bloed naar de hersenen’, zegt Gallup
Diverse onderzoeken hebben dat idee ondersteund. Ze toonden bijvoorbeeld aan dat de temperatuur van de hersenen snel daalt na gapen, en dat de omgevingstemperatuur bepaalt hoe vaak er wordt gegaapt. Daarnaast bleek dat mensen zelden gapen wanneer zij een cool pack tegen hun hoofd of nek houden, of andere dingen doen die de hersenen afkoelen.
1250 verzamelde gapen
Het onderzoek van Massen en collega’s ondersteunt het idee dat gapen vooral tot doel heeft de hersenen af te koelen. Want hoe groter of actiever de hersenen, hoe meer koeling ze nodig hebben. Eerdere kleine studies naar zoogdieren, uitgevoerd door zowel Gallup als Massen, deden al vermoeden dat dieren met grotere hersenen langer gapen. ‘In het nieuwe onderzoek wilden we zien hoe algemeen die theorie geldt, en vooral of die ook voor vogels opgaat’, zegt Massen. Daarom begon het team aan de enorme opgave om meer dan 1250 gapen te verzamelen van 55 zoogdiersoorten en 46 vogelsoorten.
We wilden nagaan hoe algemeen de gaaptheorie geldt, en vooral of die ook bij vogels opgaat
‘Om gapen bij dieren te bestuderen, heb je veel geduld nodig’, zegt Massen. ‘We gingen met een camera naar diverse dierentuinen, om daar bij de dierenverblijven te wachten tot de dieren geeuwden. Dat was een kwestie van lange adem en het vergde veel geduld van ons.’ Daarnaast bestudeerden de onderzoekers video’s van gapende dieren op platforms als YouTube en Facebook.
Koppelen aan breingegevens
Het team koppelde vervolgens de duur van deze geeuwen aan gegevens over hersenenomvang en de dichtheid van neuronen in het brein. Die gegevens waren verstrekt door het team van evolutiebioloog Pavel Němec, verbonden aan de Karelsuniversiteit in Praag. Zo konden ze concluderen dat, onafhankelijk van de lichaamsgrootte, de duur van gapen over de verschillende diersoorten toeneemt naarmate het brein van een bepaalde soort groter is en meer neuronen bevat.
Bij vogels volstaat een kortere gaap, omdat ze een hogere kerntemperatuur hebben
Zoogdieren gapen langer dan vogels
Verder blijken zoogdieren gemiddeld langer te gapen dan vogels, ontdekten Massen en collega’s. Dat valt te verklaren door de hogere kerntemperatuur in het lichaam van vogels. Het verschil tussen de kerntemperatuur van vogels en de lucht in de omgeving is groter dan bij zoogdieren. Daardoor koelt het bloed van vogels sneller af aan de omgevingslucht, en volstaat een kortere gaap.
Gapen om alert te blijven
Hersenen functioneren het best bij een optimale temperatuur. Als de temperatuur van de hersenen, om welke reden dan ook, te hoog oploopt, zijn we minder alert of oplettend. Het lijkt er nu op dat bij zowel zoogdieren als vogels een bepaald gedrag is geëvolueerd om dat tegen te gaan: gapen. ‘We hoeven daarom gapen niet te beschouwen als iets onbeleefds’, zegt Massen. ‘In plaats daarvan zouden we gapen op prijs moeten stellen als een signaal dat iemand alert probeert te blijven.’
Publicatie
Brain size and neuron numbers drive differences in yawn duration across mammals and birds
Jorg J. M. Massen*, Margarita Hartlieb, Jordan S. Martin, Elisabeth B. Leitgeb, Jasmine Hockl, Martin Kocourek, Severin Olkowicz, Christin Osadnik, Jorrit W. Verkleij*, Yicheng Zhang, Thomas Bugnyar, Pavel Němec & Andrew C. Gallup
Communications Biology, 6 mei 2021 DOI: 10.1038/s42003-021-02019-y
*Verbonden aan de Universiteit Utrecht