@ 2022.07.20 , 11:53

之前关于啄木鸟头骨减震的理论,全错了

前几年新鲜事里有两篇关于啄木鸟为何不会脑震荡的文章。经典的说法以及之前的科学理论都指出,啄木鸟的头骨可以减震——但,都错了。

啄木鸟的头骨不是用来吸收震动的,而是用来对木头进行更猛烈、更有效的撞击。

啄木鸟的喙类似与钉子,鸟大脑和喙之间的海绵骨曾被认为可以缓冲,使大脑免受连续撞击的影响。但比利时安特卫普大学的 Sam Van Wassenbergh 说,这种组织实际上可以帮助它们以最少的能量快速、深入地敲击,就像精心设计的锤子。

“减震说,我们觉得没有任何意义。内置减震功能的锤子简直就是坏锤子。”

Van Wassenbergh和同事分析了6只圈养啄木鸟敲击木头时的109段高速视频:两只黑啄木鸟 (Dryocopus martius)、两只北美黑啄木鸟 (Dryocopuspileatus) 和两只大斑啄木鸟 (Dendrocopos major)。

他们发现,在喙敲入木头后的几毫秒内,鸟的眼睛和头部以与喙基本相同的加速度减速,这意味着眼睛前面的海绵状骨头没有被压缩,也没有吸收震动。

该团队创建了啄木鸟的数字模型,以测试如果海绵状的骨头确实吸收了冲击会发生什么。 Van Wassenbergh说,虽然缓冲可以减少对大脑的震动,但这也意味着鸟喙不能打入木质材料。事实上,为了敲击更深入,鸟儿必须更加努力地用更强大的力度撞击头部,实际上抵消了减震带来的好处。

尽管缺乏减震功能,但研究小组发现,鸟类的大脑并没有遭受脑震荡的风险,因为冲击力还不够强。鉴于啄木鸟大脑的大小和质量,头骨中充满液体,如果它们啄的速度是现有速度的2倍,或者它们撞击力度是现有的4倍,才会遭受脑损伤。

“以自身体重为基,小生物能够承受更大的外力。”

他说,“海绵状骨头”一词并不意味着骨头柔软或可以压缩。相反,它表明骨头是多孔且重量轻的——这对飞鸟来说至关重要。 “骨骼的强度足以满足需要它完成的功能。”

期刊参考:Current Biology,DOI:10.1016/j.cub.2022.05.052

https://www.newscientist.com/article/2328724-woodpeckers-dont-have-built-in-shock-absorbers-to-protect-their-brain/


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