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布谷鳥為什麼不會得腦震蕩

生活 更新时间:2024-12-05 21:02:46

人的腦袋是不能受到快速沖擊和重擊的,不然就會暈厥甚至死亡,但有的動物不是這樣,比如羊或者鹿之類的動物,它們常常以頭部的撞擊一較高下,因此也進化出了防止腦震蕩的頭部結構,而是在所有的動物中,啄木鳥應該是最不怕得腦震蕩的動物了,羊和它們比起來要差多了。

布谷鳥為什麼不會得腦震蕩(最不怕腦震蕩的鳥)1

啄木鳥每天都用長長的嘴巴敲擊樹幹,從裡面捉出蟲子來吃,天牛、吉丁蟲、透翅蛾、囊蟲、象甲、僞步甲、金龜甲、螟蛾、蝽象等害蟲都在它的食譜上,所以啄木鳥是一種益鳥,雖然它打洞在樹幹裡栖息,但通常并不影響樹木的生長,而且啄木鳥食量大和活動範圍廣,一對啄木鳥可以消滅幾公頃大樹林中的大多數樹幹上的害蟲。

布谷鳥為什麼不會得腦震蕩(最不怕腦震蕩的鳥)2

啄木鳥在連續敲擊樹幹的時候頻率也非常快,常在農村或者樹林中呆過的人對啄木鳥連續的敲擊聲都非常熟悉,那聲音就像啟動機動車的馬達一樣,據說每秒鐘高達15-20次,比架子鼓手的敲擊速度快多了。

布谷鳥為什麼不會得腦震蕩(最不怕腦震蕩的鳥)3

如此快的速度和頻率,啄木鳥為什麼不會腦震蕩呢?美國生物學家早在1979年就對此做過研究:加利福利亞的美國科學家May和他的助手訓練了一隻啄木鳥,并用當時先進的2000幀/秒的高速攝像機攝像記錄,發現啄木鳥敲擊時的最大速度達到7米/秒,從開始動作到擊中樹木的時間在8到25毫秒之間,但是又能在擊中樹木後的短短0.5毫秒時間中将速度減少到零。

布谷鳥為什麼不會得腦震蕩(最不怕腦震蕩的鳥)4

更驚人的是,它減速時承受的加速度達到1500g,這是個什麼概念呢?要知道航天員所能承受的重力加速度是很大的,但最大也隻有10g,就是說那一瞬間相當于有十個人的重量壓在身上,這已經很驚人了,而啄木鳥是航天員的150倍,而且是在短短0.5毫秒中必須承受的,這樣短的時間承受這樣大的加速度,對人來說是不可想象的,這真是動物的肉體所能創造的奇迹。

布谷鳥為什麼不會得腦震蕩(最不怕腦震蕩的鳥)5

那麼啄木鳥是怎樣在這樣的條件下還能保證頭部不受損傷呢?生物學家們也曾對啄木鳥的頭部結構進行研究,發現原來啄木鳥的頭骨堅固程度超乎想象,其頭骨主要由骨密質和骨松質組成,骨松質在大腦周圍,是一層綿狀骨骼,内含液體,受到沖擊的時候會有緩沖和消震作用。而且啄木鳥的大腦和頭骨之間還存在着一層硬腦膜也可以緩沖震蕩。而通過對啄木鳥大腦的形狀測量後發現,它們的大腦上下尺寸長于前後的尺寸,這就意味着作用在頭骨上的力量被更好的分散了。

生物學家還在啄木鳥的頭部又發現了一種叫做舌骨的骨骼,而人類隻有喉結上方存在這種骨骼,但是啄木鳥的舌骨形狀很奇特,其從鳥嘴下面開始一直延續到鼻孔,并占據了一個鼻孔的位置,面積上則分布于頭骨的下面和四周,越過頭骨頂部向後方包住了大腦後又向前彙合,這樣的結構當然也有助于減輕腦部的震蕩。

布谷鳥為什麼不會得腦震蕩(最不怕腦震蕩的鳥)6

通過發現這樣的構造,研究人員們了解了啄木鳥防止腦震蕩的機理:當啄木鳥敲擊樹木時,首先是環繞整個頭骨的舌骨結構在最初的沖擊中起到緩沖作用,這就好像汽車的安全帶起到的作用一樣;而由于啄木鳥嘴巴和頭部的上下部位不均等,當撞擊力從鳥嘴尖傳遞到骨頭的時候,這種結構也削弱了沖擊力,并使部分沖擊力遠離大腦,最後,頭骨不同部位的“海綿”構造的層狀骨骼能夠幫助分散沖擊力,大腦周圍的硬腦膜也起到了減緩沖擊力的作用,經過這多重防護措施,所以啄木鳥敲擊樹幹時就不怕大腦受震蕩了。

建築工人所佩戴的安全帽,以及騎摩托帶的頭盔等,其防震機理和啄木鳥是部分相同的,但據說是目前全世界最好的頭盔和安全帽,乃至一些軍用頭盔,都是在更好地效仿啄木鳥的頭部結構,以求達到最佳的減震效果。這也算是一種仿生學的應用吧。

布谷鳥為什麼不會得腦震蕩(最不怕腦震蕩的鳥)7

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