Почему у дятла не болит голова?
Дятлы обитают в лесах по всему свету, кроме Австралии, и везде занимаются одним и тем же — долбят деревья, чтобы достать из-под коры насекомых или добыть древесного сока. Кроме того, исполняя на деревьях ударные композиции, самцы привлекают самок. Когда дятлы долбят по дереву, их голова движется со скоростью 7 метров в секунду, и когда клюв встречается с деревом, голова испытывает удар, сила которого более чем в 1000 раз превышает силу земного тяготения. Между тем известно, что человеку, чтобы получить сотрясение мозга, достаточно силы, которая лишь в 80 раз превышает силу земного тяготения. Очевидно, у дятлов голова устроена как-то по-особенному, ведь их клюв не ломается и они не падают с деревьев с сотрясением мозга. Отвести удар от мозга и рассеять его силу им помогает ряд анатомических особенностей.
У дятлов плотная костная часть надклювья чуть-чуть короче, чем плотная часть подклювья. Благодаря этому часть ударной силы из надклювья уходит в подклювье и дальше в тело, минуя череп и мозг.
Подъязычная кость, или гиоид, у дятлов очень большая и сложная по строению — её задние отростки огибают череп с затылка и сходятся в носу. На переднюю часть гиоида насажен тонкий и сильный язык (на рисунке не показан). Когда дятел хочет высунуть язык, задние отростки гиоида сближаются и выталкивают вперёд переднюю часть кости вместе с языком.
Подъязычная кость дятлов служит поясом безопасности, принимая на себя часть удара и не давая ударным вибрациям достичь костей черепа.
Начнём с клюва. Верхняя его часть называется надклювье, а нижняя — подклювье. У всех птиц надклювье и подклювье состоят из челюстных костей, покрытых роговым чехлом, или рамфотекой. Рамфотека мягче кости, и когда дятлы работают клювом, она самозатачивается. Кроме того, у дятлов есть особенность в устройстве костей клюва и их рогового чехла. Костная часть верхней половинки клюва чуть-чуть короче костной части нижней половинки, а роговой чехол надклювья чуть длиннее спереди и сзади рогового чехла подклювья.
Теперь представим, что происходит в клюве, когда дятел бьёт по дереву. Относительно мягкая и эластичная роговая часть гасит удар, но не полностью. Те вибрации, которые не поглотились в роговой части клюва, идут дальше и встречают твёрдую его часть. При этом часть ударной силы, которая распространяется по надклювью, уходит в подклювье. Из мягкой и вязкой среды вверху часть удара уходит вниз, в более плотную часть подклювья, потому что в плотной среде ударным вибрациям проще распространяться и потому, что именно нижняя плотная часть встречает удар раньше, чем верхняя. Несовпадение в размерах костной и роговой частей обеих половинок позволяет перераспределить удар так, чтобы из подклювья ударная сила уходила из головы в тело, не затрагивая череп. То есть клюв сначала смягчает удар, а потом отводит его от мозга.
Но так удаётся обезвредить не весь удар: надклювье немного длиннее подклювья и испытывает большее давление при ударе. Какая-то часть ударных вибраций всё-таки идёт по надклювью к черепу. И тут на их пути встаёт подъязычная кость, или гиоид. Подъязычная кость есть и у человека, располагается она, как легко догадаться, под языком и служит для него опорой. Кроме того к ней крепятся мышцы глотки и некоторые мышцы шеи. У дятлов подъязычная кость очень увеличена и затейлива по строению: начинаясь под языком, она разделяется сзади на два отростка, которые тянутся слева и справа, огибают трахею и позвоночник, идут через весь затылок, через темя и лоб, огибают сверху глаза и соединяются в ноздрях. Передняя часть гиоида у дятлов тоже очень сильно удлинена — это такой костно-хрящевой штырь, идущий внутри языка.
В поисках корма дятлы в прямом смысле работают языком, обшаривая им отверстия и полости в древесине. Тонкий, сильный, длинный (у некоторых видов он в несколько раз длиннее клюва), липкий от слюны, усеянный шипиками язык помогает дятлам доставать насекомых из их убежищ. Чтобы язык был одновременно очень длинным, очень сильным и чтобы его можно было при желании высунуть достаточно далеко, дятлам нужна именно такая странная подъязычная кость. Она не только очень большая, но ещё и очень гибкая: выталкивая язык из клюва, отростки подъязычной кости сближаются, чтобы язык высунулся как можно дальше, а в расслабленном состоянии они расходятся, помогая языку спрятаться. Для такой работы нужна надёжная точка опоры, поэтому подъязычная кость огибает череп и крепится в носу.
Гиоид не только помогает дятлам работать языком. Наверняка кто-то уже догадался, что длинная подъязычная кость, огибающая череп, смягчает удар, который распространяется от кончика клюва по надклювью. То есть подъязычная кость — это что-то вроде пояса безопасности: ударная сила идёт по подъязычной кости вокруг черепа к языку, не касаясь мозга. Играет роль и сама структура подъязычной кости. Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что по сравнению с обычными костями она как бы вывернута наизнанку. Если в обычных костях сердцевина менее плотная, чем внешний слой, то у подъязычной кости дятлов, наоборот, внешний слой менее плотный и более эластичный, чем сердцевина. Поэтому в целом подъязычная кость у дятлов более гибкая, она не ломается, когда птицы орудуют своим мощным и сильным языком, и лучше поглощает ударные вибрации.
Однако и после подъязычной кости остаётся какая-то ударная сила, которая идёт к черепу. И тут в дело вступает следующая линия защиты — собственно кости черепа. Их строение можно представить как своеобразный бутерброд, в котором между двумя внешними слоями плотного костного вещества лежит менее плотная «начинка». Если посмотреть, как выглядит эта «начинка» у какой-нибудь другой птицы, то мы увидим множество костных разветвлённых мостиков, соединяющих оба внешних слоя «бутерброда». У дятла же пространство между слоями плотного вещества в костях черепа заполнено пластинами, которые лежат более или менее параллельно внешним плотным слоям и накладываются друг на друга (хотя и вертикальные перемычки тоже есть). Если уж совсем сильно упростить, то можно представить себе два бутерброда: в одном сыр, колбаса или что-нибудь ещё, как и полагается, лежат между слоями хлеба, а в другом сыр с колбасой стоят вертикально. Вот первый бутерброд и будет похож на кости черепа дятла. Именно такой костный «бутерброд» лучше поглощает ударную волну: благодаря пластинкам внутри кости ударные вибрации рассеиваются в стороны и слабеют.
Биомеханические исследования говорят о том, что у дятлов главную роль в противоударной защите играют устройство клюва, который отводит силу удара от мозга, и подъязычная кость с костями черепа, которые смягчают и рассеивают ударные вибрации. Только вместе, а не по отдельности, они эффективно защищают мозг от повреждений. Но дятлы перестраховались: у них есть ещё пара анатомических особенностей, защищающих от сотрясения мозга. Как у всех птиц и зверей, мозг дятлов не прилегает вплотную к костям черепа — между ним и черепом остаётся небольшое пространство, заполненное особой жидкостью. От сильного удара мозг начинает «болтаться» в этой жидкости, стукаясь о череп изнутри. Чем больше пространство, тем сильнее удар. У дятлов это пространство меньше, чем у других птиц, и на самом мозге у них меньше выпуклостей, так что если какие-то остатки ударной волны доходят до мозга, они его не травмируют.
Источник
Может ли дятел срубить дерево, или что происходит, когда птица не может найти еду
Пока некоторые птицы строят себе гнездо из травы и палок, дятел старается выклевать дупло в самых твердых породах деревьев. Он делает это не только ради гнезда, но и для поиска добычи, находящейся под древесной корой. Язык птицы колючий и длинный, с помощью него удается достать насекомых из червоточин в деревьях. Но если дятел сыт, зачем он продолжает долбить дерево? Ответ на этот вопрос вы найдете в видеоролике ниже.
Рацион этих птиц довольно разнообразный: летом они питаются семенами и ягодами, но главным их лакомством считаются насекомые. Дятлы взбираются на дерево и начинают выклевывать оттуда различных паразитов. Трухлявый ствол для них — настоящая находка. Птица может съесть и гусеницу, и бабочку, и даже муравьев. Дятлы порой бывают очень жестоки и, если сильно голодны, могут разорять птичьи гнезда с целью найти пропитание. Дятлы не любят селиться рядом с человеком, но иногда их все же можно встретить рядом с птичьими кормушками. Но в основном они обитают в лесу и добывают орехи из шишек. Иногда дятлы даже запасают их впрок, как в другой нашей статье, пряча еду в древесные расщелины.
Дятлы славятся своей уникальной возможностью ежедневно стучать по дереву. Даже многочисленные удары клювом по древесине не наносят птицам никакого вреда. Их голова не болит, они не теряют концентрацию внимания. Острый и мощный клюв может не только расколоть дерево в щепки, но и раздробить прочные кости. Как мы уже говорили, птица таким образом ищет еду, но это не единственная причина. Оказывается, это еще способ завлечения самки.
Иногда птицы могут в течение нескольких суток на протяжении многих часов подряд долбить дерево, чтобы завлечь самку для спаривания. Они могут заниматься этим до шести часов в день, тогда у птиц меняется гормональный фон. Вследствие чего они сходят с ума: их уже не интересует то, что происходит вокруг, и даже не отпугнут люди, подошедшие к ним очень близко. Продолбить дерево до конца — вот главный смысл дятла в тот момент. Если он пойдет до конца, то рано или поздно наступят очень печальные последствия как для него, так и для дерева.
Кто такой пулеметный дятел? Подробнее о птице с интересным названием можно узнать здесь.
Присоединяйся к нашему сообществу в телеграмме, нас уже более 1 млн человек 😍
Источник
Дятел долбит по дереву, добираясь до личинок
Нет, не только для этого. На самом деле все немного сложнее.
На поверхности дерева частенько невозможно разглядеть, где именно, в каком месте грызут древесину личинки насекомых, а долбить все дерево подряд наугад не хватит никаких сил даже у дятла. Да и раздолбив все дерево, он поневоле лишится кормовой базы и от леса вскоре останутся одни пеньки.
Дятел же будто каким наитием находит места, где скрываются лесные вредители и, не повредив живой древесины, ловко извлекает насекомых, аккуратно продолбив дырочку в нужном месте и подцепив своим длинным языком добычу. Рентгеновского зрения у птицы нет, это ясно, на слух определить, где затаилось искомое, тоже не всегда получается. Но у дятла есть свой метод.
При помощи замечательного клюва он выстукивает ствол дерева и внимательно прислушивается к эху от своих ударов, словно заправский хирург, проверяющий больного. Отзвук от древесины говорит ему о многом — где она изъедена добычей, а где и искать нечего. Выстучав всю необходимую информацию, он находит удобную точку и в несколько серий ударов достигает желаемого.
Результат налицо — и обед найден, и древесный паразит извлечен, а дереву не причинено никакого вреда. Но, несмотря на такой метод, дятлу иногда приходится все-таки изрядно поработать клювом. Как же у этого лесного доктора не болит голова, а мозг не превращается в равномерную смесь из извилин? Все-таки долбить неподатливую древесину нужно с большим усилием, и, слыша череду звонких стаккато, издаваемых дятлом во время работы, можно только поражаться его выносливости. Секрет выносливости дятла определяется несколькими фактами.
Во-первых, у дятла необычайно крепкие кости черепа, имеющие губчатую структуру. Такая конструкция рассеивает и гасит разрушительную вибрацию, не допуская ее до мозга птицы.
Во-вторых, между собственно клювом и костями черепа есть небольшая прослойка из эластичного материала, служит она тем же целям, что и губчатые кости.
В-третьих, во время движения клюв и голова птицы находятся на абсолютно прямой линии. Малейшее отклонение хотя бы на долю градуса — и мозг дятла просто превратится в студень из-за инерционных перегрузок, ведь при работе эти перегрузки могут достигать 1000 g. Ну а помогают удержать клюв в таком математически точном положении развитые мышцы шеи и отличная координация движений.
Источник