啄木鳥一直被認為是“森林的安全衛士”,因為它總喜歡把臉往樹上撞,它這麼做是為了用嘴啄開樹皮,并用帶刺的舌頭來捕捉隐藏在樹皮深處的昆蟲。
它也是自然界最奇怪的鳥類之一,大多數鳥類腳趾,三個朝前一個朝後,但啄木鳥的腳趾呈X形,兩個朝前兩個朝後,這樣的差異是為了能牢牢抓住樹幹。
啄木鳥是真正的技藝大師,兢兢業業,每天敲擊樹木的次數可達500-600次,而且由于特殊的身體比例,它啄木頭的力量可達地球引力的1000倍。
相比之下,20世紀50年代人類飛行中最大生存者經受的力量,隻有重力的46倍。
如此高頻的撞擊行為,為什麼啄木鳥不會得腦震蕩呢?
顯然,為了能勝任這樣的職業,啄木鳥做出了很多努力。
它的頭骨、大腦、舌頭、腳和尾巴都經過了獨特的磨砺,自創多層防震裝置,來适應敲擊樹皮的生活。
舌骨減震器
在啄木鳥的解剖結構中,最不尋常的特征可能是它那不尋常的舌頭,它的長度幾乎是鳥喙的三倍。例如一種綠色啄木鳥,它的舌頭大約有10毫米長,幾乎是整個身體長度的三分之一。
這麼長的舌頭有什麼用呢?答案是包裹住整個頭骨。
啄木鳥的舌骨由骨頭和軟組織組成,位于頭骨後面眼睛上方的位置,固定在啄木鳥的右鼻孔裡,然後環繞頭骨到達嘴巴。
舌骨纏繞在頭蓋骨上似乎很奇怪,但對于啄木鳥來說是非常有意義的,舌頭上的肌肉實際上可以幫助啄木鳥的大腦免受反複啄啄的沖擊,降低了它發生嚴重腦損傷的幾率,整個舌骨裝置像一個頭盔,固定住所有東西,吸收每次啄的力量,能保護頭骨免受腦損傷。
啄木鳥的大腦
當大腦在顱骨内移動時,就會發生撞擊傷,然而啄木鳥的大腦相對較小,它們的大腦非常緊密地包裹在頭骨内,這意味着大腦在頭骨内沒有空間移動,就不容易受傷。
此外,在撞擊損傷中,損傷程度取決于所施加的力的大小。
啄木鳥的大腦是有方向性的,就垂直樹幹啄,所以當它在頭骨裡來回移動時,大腦的一大塊區域就會擊中頭骨。大腦的受力面積大,會比所有的力都指向大腦中的一個點造成的傷害要小。(同理參考:如果你躺在釘床上,你可能不會受傷,但是如果你踩到一顆釘子,你會很疼。)
特别設計的頭骨和其他因素
啄木鳥的大腦也被一層厚厚的、盤狀的海綿狀骨頭所包裹,骨頭的這種特性有助于吸收和減少沖擊力;
啄木鳥有第三個内眼睑,當它啄木時,可以防止眼球突出;
它總是以直線直接啄它的目标,可以避免任何旋轉或傷害;
啄木鳥的尾巴也有助于平衡,因為它的尾羽通常是僵硬的,啄木鳥将尾羽用作舵,有助于它在啄啄的時候保持靜止。
總的來說,啄木鳥的解剖結構設計得很好,因此大腦不太容易受傷。
但這是否意味着啄木鳥永遠不會受傷?
答案是否定的,如果啄木鳥受到除直線啄木以外的其他動作受到的撞擊時,它和其他鳥一樣脆弱。啄木鳥和其他鳥一樣,因為撞到窗戶而受傷或死亡的概率是一樣的。
根據2018年發表的一項研究表明,啄木鳥大腦中充滿了過量的tau蛋白,這種蛋白在患有阿爾茨海默氏症等神經退行性疾病的病人中很常見。
這種蛋白在橄榄球球員也非常常見,因為這項運動中不斷發生頭部碰撞,他們的大腦受損的風險也很高。
研究發現,啄木鳥啄啄次數的增加可能會增加啄木鳥的tau蛋白的數量,然而這種蛋白的存在,在人體和啄木鳥體内的效果是完全不同的。
對人體來說,tau蛋白的增加可能被視為腦損傷,但對啄木鳥來說,tau蛋白可能是保護大腦免受電擊的另一種方式。這些厚厚的蛋白質包裹在啄木鳥的不同神經元周圍,會形成了一個保護性的、靈活的盾牌,可以讓大腦保持穩定。
最後
值得一提的是,一直被冠有陽光向上形象的啄木鳥,也有邪惡的一面。
啄木鳥是雜食主義,遇到什麼吃什麼,不挑食,會吃其他鳥類的蛋,甚至被觀察到捕食其他種類的鳥類,以及一些爬行動物和其他無脊椎動物。
它有時瘋狂啄,不是為了食物,而是為了“喝一杯”,在尋找液體的過程,會瞄準其他鳥的幼鳥,堅持不懈地用喙啄着幼鳥的後腦勺,直到敲開,最後把它們的腦漿吸出來。
這樣的行為,你還能和之前無害的、卡通的啄木鳥聯系在一起嗎?
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