Naukowcy od dawna zastanawiali się, w jaki sposób dzięcioły mogą wielokrotnie uderzać dziobami o pnie drzew, nie uszkadzając mózgu. Doprowadziło to do wniosku, że ich czaszki muszą zachowywać się jak amortyzujące hełmy. Teraz naukowcy, którzy opublikowali 14 lipca w czasopiśmie Current Biology, obalili ten pogląd, twierdząc, że ich głowy działają bardziej jak sztywne młotki. W rzeczywistości ich obliczenia pokazują, że jakakolwiek amortyzacja wstrząsów osłabiłaby zdolności dziobania dzięciołów.
„Analizując filmy wideo trzech gatunków dzięciołów z dużą prędkością, odkryliśmy, że dzięcioły nie absorbują wstrząsu spowodowanego uderzeniem drzewa” – mówi Sam Van Wassenbergh z Universiteit Antwerpen w Belgii.
Van Wassenbergh i jego koledzy najpierw określili ilościowo spowolnienia uderzeniowe podczas dziobania u trzech gatunków dzięciołów. Wykorzystali te dane do budowy modeli biomechanicznych, co doprowadziło ich do wniosku, że jakakolwiek amortyzacja czaszki byłaby niekorzystna dla ptaków.
Ale jeśli ich czaszki nie działają jak amortyzatory, czy wściekłe dziobanie naraża ich mózgi na ryzyko? Okazuje się, że nie. Podczas gdy szok zwalniający z każdym dziobnięciem przekracza znany próg wstrząsu mózgu u małp i ludzi, mniejsze mózgi dzięciołów mogą to wytrzymać. Van Wassenbergh mówi, że dzięcioły mogą popełnić błąd, na przykład dziobając metal z pełną mocą. Ale ich zwykłe dziobanie w pnie drzew jest na ogół znacznie poniżej progu powodującego wstrząs mózgu, nawet jeśli ich czaszki nie pełnią funkcji ochronnych hełmów.
„Brak amortyzacji nie oznacza, że ich mózgi są zagrożone podczas pozornie gwałtownych uderzeń” – mówi Van Wassenbergh. „Nawet najsilniejsze wstrząsy z ponad 100 przeanalizowanych dziobów powinny być nadal bezpieczne dla mózgów dzięciołów, ponieważ nasze obliczenia wykazały, że obciążenia mózgu są niższe niż u ludzi doznających wstrząsu mózgu”.
Odkrycia obalają długo utrzymywaną teorię absorpcji wstrząsów, która została spopularyzowana w mediach, książkach, ogrodach zoologicznych i nie tylko, mówi Van Wassenbergh. „Kiedy filmowałem dzięcioły w ogrodach zoologicznych, byłem świadkiem, jak rodzice wyjaśniali swoim dzieciom, że dzięcioły nie mają bólu głowy, ponieważ mają wbudowany w głowę amortyzator” – mówi. „Ten mit absorpcji wstrząsów u dzięciołów został obalony przez nasze odkrycia”.
Z ewolucyjnego punktu widzenia, odkrycia mogą wyjaśniać, dlaczego nie ma dzięciołów o znacznie większych mięśniach głowy i szyi. Podczas gdy większy dzięcioł mógłby wydać mocniejsze dziobanie, wstrząśnienia mózgu prawdopodobnie sprawiłyby mu poważne problemy.
Dodaje, że odkrycia mają również pewne praktyczne implikacje, biorąc pod uwagę, że inżynierowie wcześniej wykorzystywali anatomię szkieletu czaszki dzięcioła jako źródło inspiracji do opracowania materiałów i hełmów pochłaniających wstrząsy. Nowe odkrycia pokazują, że nie jest to dobry pomysł, biorąc pod uwagę, że anatomia dzięcioła minimalizuje amortyzację.
Van Wassenbergh zauważa, że inne niedawne badania przeprowadzone przez jego zespół wykazały, że dzioby dzięciołów często się zacinają, ale ptaki szybko się uwalniają, naprzemiennie poruszając górną i dolną połową dziobów. Obecnie badają, w jaki sposób kształt dzioba jest przystosowany do dziobania.
Badania zostały wsparte grantami z Uniwersytetu w Antwerpii, Agence National de la Recherche oraz programu Unii Europejskiej Horyzont 2020.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez Prasa komórkowa. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.