Wonder van volmaaktheid, is de ondertitel van het boek dat de Britse bioloog Tim Birkhead schreef over het vogelei (De Bezige Bij, 2016). Birkheads fascinatie voor het vogelei spat bijna van iedere pagina af. Vooral het legsel van de zeekoet boeit hem; Birkhead heeft veertig jaar onderzoek naar deze kustvogel achter zich.

Vieze boel

Dat het een vieze boel kan zijn bij vogelnesten, weet Birkhead als zeekoetonderzoeker als geen ander: „De richels waarop ze broeden zitten onder de vogelpoep, en bij regen wordt het daar één grote smurrie, een stinkende bende waarin de eieren liggen. Het kostte mij twee, drie dagen voordat ik die vreselijke geur aan mijn handen kwijt was, hoe vaak ik ze ook waste.”

Is het een wonder dat er eendensoorten zijn die hun eieren onderpoepen zodra ze van het nest worden gejaagd? Daarmee hopen ze eiliefhebbers als vossen en meeuwen alsnog op afstand te houden.

Eiwit

Maar hoe zit het dan met de embryo’s in het ei? Moeten die dan niet bacterievrij worden gehouden? Zeker! En dat gebeurt ook. Het embryo wordt zelfs uitentreuren beschermd tegen schadelijke bacteriën vanbuiten – vocht en vuil zijn ook elders vaste metgezellen in het nest.

Het eiwit (”albumen”, dat van nature doorzichtig is en niet wit) speelt daarbij een cruciale rol. Albumen biedt het embryo (kuiken in wording) water en eiwitten en werkt als een stootkussen om beschadiging te voorkomen. Het eiwit is toch vooral ook bedoeld als een „biochemische muur” tegen schadelijke bacteriën. Zo bevat het wel honderd verschillende soorten antibacteriële proteïnen. En: schadelijke bacteriën verhongeren in eiwit. Birkhead vergelijkt het met een woestijn die je eerst te voet moet passeren – meestal loopt dat niet goed af.

Al eerder zorgt de eischaal voor bescherming. Preciezer: de cuticula, een waterafstotend laagje op de schaal (SAM in jargon: ”shell accessory material”), sluit de poriën af voor bacteriën. Verder is de broedwarmte (36 tot 38 graden) een heuse bacteriekiller.

Ovaal of rond

De meeste eieren zijn ovaal, of ietwat peervormig. Reden daarvan is dat zo veel mogelijk oppervlak de warmte van de broedende ouders ontvangt. Een rond exemplaar is weliswaar sterker, maar biedt minder raakvlak met de moederhuid. Een ovaal legsel levert een kuiken ook nog eens meer ‘beenruimte’, en daarmee heeft het diertje ook grotere drukkracht als het door de schaal moet breken.

Kleine vogels leggen relatief grote eieren: het eitje van een goudhaantje weegt 16 procent van zijn lichaamsgewicht, bij stormvogeltjes is dat 24 procent. Relatief reusachtige eieren dus. Als een vrouw een kind zou baren met een gewicht dat bijna een kwart van het hare zou zijn, zouden er baby’s van 18 kilo of meer ter wereld komen. Een struisvogelei is weer bescheidener: dat weegt slechts 2 procent van het moedergewicht.

De minuscule goudhaantjes leggen ook nog eens veel eieren: wel tien. Zo’n vogeltje zit dus in feite boven op een berg te broeden: houd die maar eens warm. Dat lukt haar door haar pootjes als een soort dompelaar in een waterkoker te gebruiken. Ze maakt haar pootjes extreem warm –41 graden– door er extra bloed doorheen te pompen en al trappelend die warmte naar de eitjes over te brengen.

De meeste warmte wordt via de broedvlek op de buik van de ouders op de eieren overgebracht. Het is dat deel van de huid waar de veertjes zijn verdwenen en waar zich warmtesensoren en extra bloedvaten bevinden.

Kleur en tekening

Nog een keer de zeekoeten, want er is nog iets opvallends aan hun eieren: ze zijn ongekend gevarieerd en ingewikkeld wat kleur en tekening betreft. Ook dát heeft zo zijn doel. Zeekoeten broeden in enorme kolonies op rotsrichels en: zonder nest. Herken je eigen ei dan maar eens! Dat doen zeekoeten dus aan de hand van die kleur en tekening, die bij elk ei weer anders zijn.

Uit onderzoek bij Japanse kwartels is gebleken dat die tekeningen op het ei pas in de laatste drie, vier uur voor het leggen worden aangebracht. In de eileider zitten een heleboel klieren, die Birkhead aanduidt als „miniatuur-verfpistooltjes”, waarmee kleur en tekening op de eischaal worden aangebracht.

Afgezien van herkenning van het eigen ei dienen kleur en tekening ook voor camouflage. Eieren van grondbroeders –sterns, plevieren, kwartels– zijn vaak perfect gecamoufleerd. Bij de Japanse kwartel blijken de vrouwtjes de kleur van hun eigen ei te kennen nog voordat het is gelegd: ze zoeken een nestplek die daar qua kleur het beste bij past.

Als de kwalificatie ”wonder” ergens op van toepassing is, dan is het hier, want hoe weet die kwartel nu hoe zijn ei eruit gaat zien?

Over schalen, dooiers en tanden

Eischalen zijn doorgaans extreem dun. Wonderlijk zijn de duizenden minuscule poriën in zo’n eischaal: via smalle buisjes zijn die verbonden met het bloedvatenstelsel van het embryo dat aan de buitenkant van het lichaam zit en als het ware verkleefd is met de binnenkant van de eischaal. Daar neemt het zuurstof op en geeft het kooldioxide af.

Een embryo geeft ook waterdamp af, en daarmee wordt de luchtruimte in het ei gemaakt: de luchtkamer aan de stompe kant van het ei. Die heeft het kuiken straks nodig om te ademen als het uit het ei kruipt. Pas na verloop van tijd vult die ruimte zich met lucht. Dat verklaart waarom je een vers ei kunt onderscheiden van een oud exemplaar: in water blijft de laatste drijven vanwege die gevulde luchtkamer.

De vorming van de dooier –het eigeel– vraagt de meeste tijd en inzet van de moedervogel. De dooier zit vol met voedingsstoffen –vooral vet en proteïnen– waarmee het embryo zich in leven houdt.

Uit het ei

Uit het ei kruipen is voor een kuiken geen kleinigheid. Zo moet het loskomen van de zuurstoftoediening via de eischaal en het daaraan vastzittende netwerk van bloedvaten. En vervolgens door zijn longen gaan ademen. Dat gebeurt op het moment dat het kuiken de luchtkamer doorprikt en een volle teug lucht naar binnen hapt.

Ten slotte doet de speciale eitand op de snavelpunt zijn werk: al tikkend op de schaal breekt het kuiken die open en werkt het zich naar buiten.

Lang niet elk embryo ziet het daglicht. Gemiddeld komt 10 procent van de eieren van wilde vogels niet uit en is het zwoegen van moeder- en vadervogel voor niets geweest.