顛覆認(rèn)知！啄木鳥撞樹根本不戴“安全帽”

人們通常認(rèn)為啄木鳥頭部的海綿狀骨頭可以為大腦提供緩沖，使其免受沖擊，但事實(shí)上，它們的頭骨像錘子一樣堅(jiān)硬。

一只大斑啄木鳥覓食后回到樹洞，準(zhǔn)備喂養(yǎng)雛鳥。新華社記者楊青攝

新的研究表明，啄木鳥的頭骨并不是用來緩沖撞擊的，而是用來更有力、更有效地撞擊木頭的。

為了交流、尋找食物或筑巢，啄木鳥會(huì)用喙敲打樹干。鳥類大腦和喙之間的海綿狀骨頭曾被認(rèn)為可以緩沖大腦受到的反復(fù)沖擊。

但比利時(shí)安特衛(wèi)普大學(xué)的Sam Van Wassenbergh說，這種組織實(shí)際上可以幫助它們以最小的能量消耗快速而深入地敲擊，就像一把精心設(shè)計(jì)的錘子。

“我們有一種感覺，這種減震理論沒有任何意義?！彼f，“帶有減震功能的錘子就是一把壞錘子?！?/p>

Van Wassenbergh和同事分析了109個(gè)高速拍攝的視頻，這些視頻記錄了6種圈養(yǎng)的啄木鳥敲打木頭的過程，包括兩只黑啄木鳥、兩只北美黑啄木鳥和兩只大斑啄木鳥。

他們發(fā)現(xiàn)，在鳥喙撞擊木頭后的幾毫秒內(nèi)，鳥的眼睛和頭部的移動(dòng)速度與鳥喙基本相同，這意味著眼睛前方的海綿骨既沒有被壓縮也沒有吸收撞擊的影響。

隨后，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了啄木鳥的數(shù)字模型，以測(cè)試如果海綿骨受到?jīng)_擊會(huì)發(fā)生什么。Van Wassenbergh說，雖然緩沖能減少大腦受到的沖擊，但這也意味著鳥類的喙不能深入到樹木里。

事實(shí)上，為了更深入地撞擊樹木，鳥兒們將不得不更加努力地?fù)舸驑淠?，這實(shí)際上抵消了減震的任何好處。

盡管沒有減震功能，但研究小組發(fā)現(xiàn)，鳥類的大腦并沒有腦震蕩的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)闆_擊力還不夠強(qiáng)。

啄木鳥大腦位于充滿液體的頭骨內(nèi)，考慮到其大小和重量，只有當(dāng)它們以正常速度的兩倍，或當(dāng)它們撞擊的表面硬度是天然木材的4倍時(shí)，大腦才會(huì)受到損傷。

“一個(gè)較小的生物體能夠承受這些巨大的力量是很正常的?！盫an Wassenbergh說。他把這與蒼蠅在更大力量下撞擊窗戶做了比較，“它們只是會(huì)起飛，然后再次飛行”。

他說，“海綿狀骨”一詞并不意味著骨頭柔軟或可以壓縮。相反，這表明骨骼是多孔的，重量很輕——這對(duì)飛行的鳥類來說至關(guān)重要。“骨骼的強(qiáng)度剛剛好，足以發(fā)揮它所需要的功能?！?/p>

相關(guān)論文7月14日發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》。

來源：中國(guó)科學(xué)報(bào)

編輯：吳桐

審核：王飛

終審：陳磊