Защо кълвачите не страдат от сътресение на мозъка?


 

Кълвачът удря с човката си 20 пъти в секунда, с ускорение до 1200 пъти повече от гравитацията, всеки ден около 12 000 пъти. Въпреки сериозните удари на главата, кълвачът не страда от сътресения на мозъка или някакъв друг вид травми на главата. Как го прави?

 

За учените отдавна е загадка как кълвачите могат многократно да удрят с клюн по стволовете на дърветата, без да причинят сериозни увреждания на мозъка си. Преди време бе изказана хипотезата, че черепът на кълвача играе ролята на амортисьорна каска. По последни данни, публикувани в списание Current Biology от 14 юли, това схващане бе опровергано от учени в Университета на Антверпен, Белгия. Според тях, черепът на кълвача действа по-скоро като пневматичен чук, а не като защитна каска.


РЕКЛАМА:

***

„Чрез анализиране на видеозаписи на три вида кълвачи открихме, че кълвачите не са способни да поемат шока от удара с дървото“, казва Сам Ван Васенберг.

Ван Васенберг и колегите му използват данните от записите, за да съставят биомеханични модели, чрез които стигат до заключението, че всяко поглъщане на удар от черепа на кълвача, би довело до неблагоприятни последици за птиците. Но ако черепите им не действат като амортисьори, яростното кълване излага ли мозъка им на сериозен риск? Оказва се, че не така. Д
окато шокът от подобен по сила удар причинява тежки мозъчни сътресения и увреждания при маймуни и хора, по-малките мозъци на кълвачите могат да го издържат без сериозни последици. Ван Васенберг казва, че кълвачите допускат и грешки, например ако кълват метал с пълна сила. Но обичайните им удари по стволовете на дърветата обикновено са доста под прага на силата на удар, който би довел до сътресение. 

„Липсата на абсорбиране на удара не означава, че техните мозъци са в опасност по време на привидно жестоките удари“, казва Ван Васенберг. „Дори и най-силните удари от анализираните над 100 кълвания са безопасни за мозъците на кълвачите, тъй като нашите изчисления показаха мозъчни натоварвания, които са по-ниски от тези на хора, претърпели сътресение.“ Тези резултати опровергават дългогодишната теория за абсорбцията на удара, която е популяризирана в медиите, книгите, зоологическите градини и много други“, казва Ван Васенберг. „Докато снимах кълвачите в зоологическите градини, бях свидетел как родители обясняваха на децата си, че кълвачите нямат главоболиe, защото имат вграден амортисьор в главата си“, казва той. „Този ​​мит за поглъщането на удара от черепа на кълвача вече е напълно разбит от нашите открития.“

От еволюционна гледна точка, според Ван Васенберг, това откритие може да обясни защо няма кълвачи с по-големи глави и масивни мускули на врата. Въпреки че, по-едрият кълвач би могъл да нанася много по-силни удари, мозъчното сътресение, което вероятно би получил, ще му причини сериозни увреждания. Откритието, вероятно, ще има и някои практически последици, добавя той, като се има предвид, че инженерите преди това са използвали анатомията на черепа на кълвача като източник на вдъхновение за разработването на ударопоглъщащи материали и шлемове. Новите открития доказват, че това вече не е толкова добра идея, като се има предвид, че устройството на черепа на кълвача не е отговорно за минимизиране поглъщането на удара. Ван Васенберг отбелязва, че друго скорошно проучване на неговия екип показва, че клюновете на кълвачите често се забиват дълбоко в кората на дървото, но птиците се освобождават бързо чрез редуване на движенията на горната и долната половина на клюна. Сега те са се фокусирали върху изследвания, имащи за цел да изяснят как формата на клюна на кълвача е поредната му адаптация за избягване на мозъчни сътресения при силни удари.

 

Sam Van Wassenbergh, Erica J. Ortlieb, Maja Mielke, Christine Böhmer, Robert E. Shadwick, Anick Abourachid. Woodpeckers minimize cranial absorption of shocks. Current Biology, 2022; DOI: 10.1016/j.cub.2022.05.052

Превод: Галя Петрова


Европейска нощ на учените 2022 г.: