Hoe ver kan een uil zijn kop draaien?

Hoe ver kan een uil zijn kop draaien? Uilen kunnen hun kop tot ongeveer 270 graden draaien, zo’n 135 graden naar elke kant. Dat lukt omdat ze 14 halswervels hebben in plaats van onze 7, één enkel gewricht waar de schedel op de wervelkolom rust, en bloedvaten die zo liggen dat draaien de bloedtoevoer naar de hersenen niet afsnijdt. Ze hebben die beweeglijkheid nodig omdat hun enorme ogen vastzitten en niet in hun oogkassen kunnen draaien.

Een studie uit 2013 van de Johns Hopkins University liet eindelijk zien hoe de bloedtoevoer zulke extreme draaiingen overleeft. Het is een mooi stukje anatomie, en het verklaart ook veel van het knikken en kantelen dat je ziet als een bosuil of steenuil naar je kijkt.

Kort antwoord: de draaiende uilenkop in één oogopslag

Kunnen uilen hun kop 360 graden draaien?

Nee. Een uil kan zijn kop niet helemaal rond draaien. Het echte getal is tot ongeveer 270 graden, en dat is nog steeds opmerkelijk: een uil die naar het noorden kijkt, kan over zijn linkerschouder naar het zuidoosten of over zijn rechterschouder naar het zuidwesten kijken zonder zijn poten te verzetten. Omdat hij beide kanten op kan, ziet hij in feite alles achter zich met een snelle wissel van de ene kant naar de andere.

Die wissel kan zo snel gaan dat het op een volledige draai lijkt. Daar komt de fabel van de 360 graden vandaan.

Waarom moeten uilen hun kop eigenlijk draaien?

Het korte antwoord: hun ogen.

Buisvormige ogen

De meeste dieren, ook wij, hebben ongeveer bolvormige oogbollen die in hun kassen kunnen rollen. Uilenogen zijn anders. Ze zijn langgerekt, meer als korte buizen of cilinders, met een groot hoornvlies en een grote lens aan de voorkant en een breed netvlies achterin. Door die vorm past een groot, lichtverzamelend oog in een schedel met weinig ruimte, en dat helpt uilen om bij weinig licht te zien.

Vastgehouden door bot

Uilenogen worden op hun plek gehouden door scleraringen, ringen van kleine benige plaatjes in de oogwand. Veel vogels en reptielen hebben die, maar bij uilen zijn ze bijzonder groot en vormen ze een buisvormige steun. Samen met de vorm van het oog maakt dat de ogen vrijwel onbeweeglijk. Een uil kan alleen heel kleine oogbewegingen maken.

Naar voren gericht zicht

De ogen van een uil kijken naar voren, wat een breed gebied met binoculair zicht geeft, waar beide ogen hetzelfde beeld zien. Dat verbetert de diepteperceptie, handig om een aanval op een muis goed in te schatten. De keerzijde is een smaller totaal gezichtsveld dan dat van bijvoorbeeld een duif of een eend, waarvan de ogen aan de zijkant van de kop zitten en bijna de hele horizon bestrijken.

Zet die feiten naast elkaar en de logica is duidelijk: met ogen die vastzitten en naar voren gericht zijn, is de enige manier om ergens anders te kijken de hele kop te bewegen.

Hoe kan de nek van een uil zo ver buigen?

Twee keer zoveel halswervels

Uilen hebben 14 halswervels. Mensen hebben er 7, en bijna alle zoogdieren ook, inclusief giraffen, bij wie de halswervels gewoon heel lang zijn. Meer wervels betekent meer gewrichten, zodat de draaiing verdeeld kan worden over veel kleine bewegingen in plaats van door een paar gewrichten geperst te worden.

Vogels hebben in het algemeen meer halswervels dan zoogdieren, en het aantal loopt sterk uiteen tussen groepen, van ongeveer 10 tot meer dan 20 bij zwanen. Uilen zijn onder vogels dus niet bijzonder vanwege hun aantal halswervels. Wat hen onderscheidt, is hoe het hele systeem, bot en bloedtoevoer samen, is afgesteld op extreme draaiing.

Eén draaipunt bij de schedel

Zoogdieren hebben twee ronde knobbels, de achterhoofdsknobbels, waarmee de schedel op de eerste wervel rust. Vogels hebben er maar één. Eén knobbel werkt meer als een kogelgewricht en laat vrijere draaiing toe. Dat delen uilen met andere vogels en met reptielen, en het draagt bij aan de algemene beweeglijkheid van vogelkoppen.

Beweeglijke gewrichten en spieren

De gewrichten tussen de wervels, de banden en de ligging van de nekspieren laten allemaal veel draaien en buigen toe. Uilen kunnen hun kop niet alleen draaien, maar ook opzij kantelen en zelfs bijna ondersteboven houden. Dat zie je vaak bij jonge uilen die naar iets onbekends turen.

Waarom sluit draaien de bloedtoevoer niet af?

Dit is het echt interessante deel, en het heeft wetenschappers lang beziggehouden.

Bij mensen kan plotseling, krachtig draaien van de nek de slagaders beschadigen die erdoorheen lopen, vooral de wervelslagaders, die door kleine gaatjes in de halswervels gaan. Schade aan de binnenwand van die slagaders kan leiden tot stolsels en beroertes. Uilen draaien veel verder, elke dag, zonder schade.

In 2013 publiceerde een team van de Johns Hopkins University, onder leiding van medisch illustrator Fabian de Kok-Mercado met neuroradioloog Philippe Gailloud, een studie in het tijdschrift Science. Ze onderzochten de nekken van uilen die een natuurlijke dood waren gestorven, waaronder sneeuwuilen, gestreepte bosuilen en Amerikaanse oehoes. Ze spoten kleurstof in de bloedvaten en gebruikten beeldvorming en zorgvuldige dissectie om ze te volgen. Ze beschreven meerdere aanpassingen.

Ruime benige kanalen

Bij uilen loopt de wervelslagader door gaten in de wervels, de foramina transversaria, die veel wijder zijn dan de slagader zelf. De studie meldde dat die gaten in de meeste halswervels ongeveer tien keer zo breed zijn als de slagader. De extra ruimte, opgevuld met omliggend weefsel en luchtzakken, laat de slagader bewegen en schuiven in plaats van uitgerekt of vastgeklemd te worden als de nek draait.

Extra speling

De onderzoekers vonden dat de wervelslagader hoger in de hals het wervelkanaal binnengaat dan bij veel andere vogels. Daardoor blijft er lager in de hals een langer, losser stuk slagader over, dat speling geeft bij het draaien.

Bloedreservoirs aan de schedelbasis

Aan de schedelbasis ontdekten de onderzoekers dat grote slagaders konden uitzetten tot rekbare poeltjes. Als de uil zijn kop draait, kan de doorstroming door de hals gedeeltelijk worden beperkt. Die reservoirs slaan vermoedelijk bloed op dat de hersenen en ogen tijdens de draai van bloed voorziet, en vullen zich weer als de nek recht komt.

Dwarsverbindingen tussen slagaders

Kleine verbindingsvaten, anastomosen, verbinden de halsslagaders en wervelslagaders. Wordt tijdens een draai één route dichtgedrukt, dan kan het bloed via een andere worden omgeleid. Mensen hebben veel minder van zulke routes, wat een van de redenen is dat een beschadigde halsslagader bij mensen zo ernstig kan zijn.

De les van de studie is dat het draaien van een uilenkop niet alleen afhangt van bot, maar ook van een bloedtoevoer die gebouwd is om verdraaid te worden.

Wat zou er gebeuren als een mens het probeerde?

De menselijke nek is gebouwd voor een veel kleiner bewegingsbereik. Een gemiddelde volwassene kan zijn hoofd ongeveer 70 tot 90 graden naar elke kant draaien, en veel van die beweging zit in het gewricht tussen de eerste twee halswervels. Daarbuiten beginnen botten, banden en bloedvaten de beweging te beperken.

De wervelslagaders lopen bij mensen door nauwe benige gaatjes in de halswervels en buigen bovenaan de wervelkolom af voordat ze de schedel binnengaan. Plotseling, krachtig draaien of overstrekken, bijvoorbeeld bij een auto-ongeluk of ander trauma, kan de binnenwand van die slagaders scheuren. Zo’n letsel, een dissectie, kan leiden tot een stolsel en een beroerte. Het komt niet vaak voor, maar het is precies het soort schade dat de nek van een uil lijkt te vermijden.

Dat contrast is een van de redenen waarom de uilenstudie de aandacht trok van medische onderzoekers. Er kwam geen behandeling uit voort, maar ze liet in detail zien hoe een vaatstelsel extreme beweging kan verdragen, en dat helpt artsen na te denken over waarom menselijke bloedvaten kwetsbaar zijn.

Kan elke uilensoort zijn kop even ver draaien?

De meeste bronnen beschrijven uilen als groep als in staat om hun kop tot ongeveer 270 graden te draaien, en de anatomie erachter, 14 halswervels, vaste buisvormige ogen en aangepaste slagaders, lijkt breed gedeeld te worden. De studie uit 2013 onderzocht echter maar een klein aantal exemplaren van een paar Noord-Amerikaanse soorten. De exacte maximale hoeken zijn voor de meeste van de ongeveer 250 uilensoorten wereldwijd niet zorgvuldig gemeten.

In het veld valt op dat kleine uilen vaak bijzonder levendig met hun kop zijn. De steenuil, die in Nederland en Vlaanderen vooral op boerenerven, in knotwilgen en hoogstamboomgaarden leeft, deint, draait en kantelt zijn kop vaak als hij een waarnemer bekijkt. Grote uilen zoals de oehoe bewegen trager en bedachtzamer, maar hebben hetzelfde bereik. Ook de ransuil, die in de winter soms met meerdere tegelijk in een conifeer in een woonwijk of op een begraafplaats roest, laat zijn kop langzaam naar een geluid draaien terwijl zijn lichaam doodstil blijft.

Hoe gebruiken uilen die beweeglijkheid?

Rondkijken zonder te bewegen

Een uil die stil in een boom zit, is voor prooien en roofdieren moeilijker te zien dan een uil die zijn lichaam verplaatst. Een draaiende kop laat hem rondom kijken terwijl zijn lichaam roerloos en goed gecamoufleerd blijft.

Geluid lokaliseren

Uilen jagen vooral op hun gehoor. Hun gezichtssluier vangt geluid op, en bij sommige soorten, zoals de kerkuil en de ransuil, zitten de oropeningen op verschillende hoogtes, wat helpt geluiden in drie dimensies te plaatsen. Door de kop te draaien, richt de uil zijn gezicht op de geluidsbron. Lees hebben vogels oren voor hoe dat werkt.

Afstand schatten door te deinen

Uilen deinen, zwaaien of draaien vaak met hun kop als ze iets bestuderen. Omdat hun ogen niet kunnen bewegen, geeft het bewegen van de hele kop beelden vanuit net iets andere posities. Die parallax helpt ze afstand en diepte te schatten. Duiven gebruiken om een verwante reden een andere kopbeweging, die we uitleggen in waarom duiven met hun kop knikken.

Stil vliegen en tegelijk kijken

Uilen moeten tijdens het vliegen horen en kijken, en dat is een van de redenen waarom hun vlucht zo stil is. Ons artikel over waarom uilen geruisloos vliegen legt uit welke veerkenmerken daarachter zitten.

Hoe werken uilenogen in het donker?

Het draaien van de kop is alleen zinvol omdat uilenogen zo gespecialiseerd zijn in weinig licht. Hun grote hoornvliezen en lenzen verzamelen zoveel mogelijk licht, en het netvlies wordt gedomineerd door staafjes, de lichtcellen die bij schemer werken. Uilen hebben minder kegeltjes, de cellen voor kleurenzien, dan de meeste dagvogels. Dat wijst erop dat ze kleuren minder rijk zien dan zangvogels, al hebben sommige uilen waarschijnlijk nog wel enig kleurenzicht. Ons artikel over of vogels kleuren kunnen zien legt uit hoe kleurenzien bij vogels normaal werkt.

Uilen zijn overdag niet blind, een veelvoorkomend misverstand. Veel soorten jagen bij zonsopkomst en schemering, en de steenuil zit overdag vaak gewoon zichtbaar op een paal of dak. Wat ze missen, is het vermogen om hun ogen te bewegen om iets te volgen, en dat brengt ons terug bij de nek.

Draaien andere vogels hun kop ook ver?

De meeste vogels hebben vergeleken met zoogdieren een heel beweeglijke kop. Kijk naar een slapende eend of gans en je ziet dat hij zijn snavel tussen zijn rugveren stopt, wat vraagt om de kop helemaal rond te draaien. Veel vogels bereiken tijdens het poetsen elk deel van hun verenkleed met hun snavel.

Een paar voorbeelden:

• Draaihals. Dit kleine familielid van de spechten, dat in Europa en Azië voorkomt en in Nederland en België vooral als doortrekker wordt gezien, verdraait bij gevaar langzaam en slangachtig zijn kop en nek, vaak met een sissend geluid. Zijn naam komt van dit gedrag.
• Reigers en roerdompen. Lange, beweeglijke halzen met veel wervels laten ze snel toeslaan en hun snavel precies richten.
• Zwanen. Zij hebben een van de hoogste aantallen halswervels van alle vogels, waardoor ze drijvend diep onder water kunnen reiken.
• Nachtzwaluwen. Net als uilen vertrouwen ze op camouflage en stilzitten, maar ze leunen vooral op ogen aan de zijkant van de kop en niet op extreem kopdraaien.

Uilen vallen dus niet op omdat ze de enige vogels met een beweeglijke nek zijn, maar omdat ze vaste, naar voren gerichte ogen, een sterke behoefte om roerloos rond te kijken en een gespecialiseerde bloedtoevoer combineren.

Fabels en feiten over uilenkoppen

Wat betekent dit voor vogelaars en uilenkijkers?

• Een uil die recht naar je kijkt, kan met zijn rug naar je toe zitten. Zie je de rug van een uil, ga er dan niet van uit dat hij je niet heeft opgemerkt.
• Een deinende kop betekent dat hij iets bestudeert. Misschien jou. Blijf stil staan en houd afstand.
• Geef uilen ruimte. Rustende uilen zijn snel verstoord, en telkens opgejaagd worden kost ze energie en maakt ze kwetsbaar voor kraaien en gaaien die ze belagen. Alle uilen zijn in Nederland en België beschermd onder de Europese Vogelrichtlijn en de nationale natuurwetgeving. Zie onze gids over etiquette bij vogels kijken en ethiek in vogelfotografie.
• Kijk in de schemering. Veel uilen worden rond zonsondergang actief. Waar vogels de nacht doorbrengen, lees je in waar slapen vogels ‘s nachts.
• Gebruik goede optiek. Een uil die tussen dichte takken rust, is beter te bekijken met een verrekijker die goed presteert bij weinig licht; onze gids over een verrekijker kiezen legt uit waar het om draait.

Hoe kun je dit gedrag zelf zien?

1. Zoek een bekende roestplek. Lokale vogelwerkgroepen, afdelingen van Natuurpunt en waarnemingen op eBird of Waarneming.nl wijzen soms op roestplekken, zoals de bekende winterroesten van ransuilen. Houd de locaties van gevoelige uilen voor jezelf.
2. Houd afstand. Kijk van zo ver dat de uil ontspannen blijft en je niet aanstaart of zijn veren plat tegen zijn lichaam drukt.
3. Kijk in de schemering. Als het licht afneemt, worden uilen wakker, rekken ze zich uit, poetsen ze en beginnen ze rond te kijken. Dan draaien ze hun kop het vaakst.
4. Let op het patroon. Zoek naar lange, trage draaiingen gevolgd door stilte, zijwaarts kantelen en deinen als de uil zich op een geluid of beweging richt.
5. Vertrek rustig. Gebruik geen geluidsopnamen bij rustende uilen, en benader nooit een nest.

Snelle feiten over het draaien van een uilenkop

• Uilen kunnen hun kop tot ongeveer 270 graden draaien, niet 360.
• Hun buisvormige ogen worden vastgehouden door benige scleraringen en bewegen nauwelijks.
• Uilen hebben 14 halswervels; mensen hebben er 7.
• Vogels hebben één achterhoofdsknobbel, een draaipunt dat rotatie makkelijker maakt.
• Een studie van Johns Hopkins uit 2013 vond dat de halsslagaders van uilen door benige gaten lopen die ongeveer tien keer zo breed zijn als de slagader.
• Bloedreservoirs en dwarsverbindingen houden de hersenen tijdens het draaien van bloed voorzien.
• Deinen met de kop helpt uilen afstand te schatten.

Bronnen

• Cornell Lab of Ornithology: All About Birds, Great Horned Owl species account
• Cornell Lab of Ornithology: All About Birds, Snowy Owl species account
• RSPB: Wryneck species information
• Vogelbescherming Nederland
• Natuurpunt