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频繁用力啄木头,却没有脑损伤,是什么让啄木鸟顶住了冲击力?

大多数动物如果头部受到撞击,轻则疼痛或引发脑震荡,重则颈部和大脑产生严重的损伤。但是世界上有那么一种鸟,它们每秒钟能用喙撞击树木大约20次左右,每次啄击的速度能达555cm/s,头部摇动的速度达580cm/s,但奇怪的是它们却不会因此而受到任何负面影响,这种鸟就是啄木鸟

除了澳洲之外,在世界上大多数的森林里面,都能看到它们的踪迹,啄木鸟撞击树木的主要原因是为了获取树干里面的汁液或者虫子。

啄木鸟的习性

啄木鸟是一类大称呼,啄木鸟科里面的所有物种,几乎都能够叫这个名字,斑啄木鸟和绿啄木鸟是在我国分布较广的两种啄木鸟,大多数人在森林中看到的啄木鸟,基本上就是它们。

啄木鸟的整个生活,基本上都是围绕着“啄木”展开的,为了获取树干里面的食物,它们必须勤劳地啄木,其觅食的昆虫包含但不限于天牛、蝽、蛾、吉丁虫等。有研究表明,在13公顷左右的森林里,一对啄木鸟一个冬天就能消灭90%以上的吉丁虫。

另外,在求偶时,雄性啄木鸟也会用自己坚硬的喙,有节奏地去敲打空心的树干,以此发出清脆的响声,吸引雌性啄木鸟。

在过去,人们一般认为啄木鸟是当之无愧的益鸟,它啄食树干上的昆虫,对防止森林虫害有着重要的贡献,所以啄木鸟一度被称为“森林医生”,不少文学、影视作品里的啄木鸟也都是以这类形象示人的。

不可否认,啄木鸟在防治森林虫害方面有突出的贡献,但是啄木鸟啄食害虫,可不是出于好心,完全是动物求生存的本能,它们这么做是为了填饱肚子,于是便有了负面影响。

越来越多的研究表明,啄木鸟啄树的这项行为,也会直接危害到树木,最直接的就是“过度开孔”。

一般来说,啄木鸟啄食树皮表层的昆虫,是利大于弊的,但如果昆虫藏得很深,而啄木鸟的深刨对树的创伤无疑是巨大的,尤其是一些树龄较小的植物,简直是致命伤。同理,啄洞筑巢的危害也一样。

另外,如果生境内的昆虫数量下降到了一个较低水平,啄木鸟面临食物危机,那么它们就会采取一种更“损”的做法,那就是将健康的树干啄得千疮百孔,流出树汁,吸引昆虫前来繁殖。事物都有两面性,啄木鸟不外乎如是。

特殊的构造让啄木鸟顶住冲击力

大脑是最重要也是最复杂的器官,同时它也很脆弱,因此在日常生活中,动物们都会格外注意保护大脑,避免它受到任何损伤,因此啄木鸟的啄食行为无论从哪方面看,都是非常特殊的存在。

科学家们一直致力于研究啄木鸟高速撞击下却不会得脑震荡的现象,试图解开其中的奥秘,这对人们来说非常重要,因为这些研究有助于人类更好地开发出一些头部保护装置,对于生物材料和仿生设计行业来说,是不可多得的瑰宝。

啄木鸟在啄食的过程中,头部会受到强烈的冲击力,一项直观的比较就是足球运动员产生脑震荡的冲击是80克,而啄木鸟却能承受住1200克的反复冲击。

经过大量的研究表明,啄木鸟有比一般鸟类更强壮的爪子和尾羽,这能够使它们在高速撞击树干时依然保持平衡,不过最重要的是,它们有着独特的颅骨和舌骨构造。

通过对这些骨骼的微观结构进行研究和生物力学分析,科学家们终于弄清了其中的奥妙。

简单来说就是啄木鸟有一层坚韧的外脑膜保护脑髓,同时脑髓与外脑膜之间充满液体,能够起到减震的作用。与其他鸟类相比,啄木鸟的颅骨有着不同的密度和化学成分含量,头骨结构疏松而充满空气,有利于减缓冲击。

另外科学家还在啄木鸟两侧的头部观察到了强有力的肌肉组织,主要原因是旋转的运动比直线运动更容易造成脑损伤,而两侧的肌肉能够很好地起到消震的作用。

在这种构造下,使得啄木鸟在啄食期间,限制了大脑的晃动,就好像与生鸡蛋相比,煮熟的鸡蛋蛋黄更不容易晃动,也不容易因晃动而受损。

啄木鸟的舌头及舌骨构造也比较特殊,能够在啄食期间充当弹簧的作用,使得冲击效果进一步减弱。

科学的探索永无止境,科学家们仍在积极研究啄木鸟的大脑,其研究成果已经在仿生设计行业得到了应用,此外,人们也致力于寻找啄木鸟的大脑是否存在损伤的一些病理特征,这对于治愈人类大脑损伤的研究来说极为重要。

几千年前的“神农尝百草”,是对大自然的研究并加以利用,由此造福人间;现代对一些自然生物的精细化研究,亦如是。