为何啄木鸟不会头晕?
啄木鸟啄木的行为一直受到人类的密切关注。这种行为通常用它的喙啄树干。这种啄食非常有节奏,其功能是喂养或吸引异性。它们能以6~7m/s的速度和约1000*g的加速度疯狂啄食树木,在2.10 ~ 2.69秒内能啄食树干30次以上,每天总数达12000次。我们不禁要问,“为什么它不觉得头晕?”
我们应该知道啄木鸟啄木头的行为实际上是一种振动和冲击现象。虽然振动和冲击在采矿、钻井和其他作业中可以发挥巨大的作用,但是当它们作用于人类时,例如车祸、爆炸、地震和其他突发灾难,它们将直接冲击头部,从而造成创伤性脑损伤并威胁人类生命。啄木鸟能够经受住啄木鸟啄木的震动和冲击,因为它在漫长的进化过程中能够抵抗头部撞击的伤害。啄木鸟头部的抗冲击性有其固有的生物学机制。说到这里,需要对啄木鸟进行详细的生理解剖。
首先,啄木鸟的颈部肌肉相当发达。如果把高强度的振动比作灰尘,啄木鸟强大的牵引肌肉就是一个真空吸尘器,可以吸收振动。啄木鸟在俯冲状态下可以获得相对完美的垂直轨迹,从而不受振动和撞击产生的扭转剪切力的影响,这是颅脑损伤导致脑脊髓膜撕裂或脑震荡的“罪魁祸首”。
第二,啄木鸟长舌的舌骨从上颌骨的后部开始,穿过右鼻孔和眼睛的“分支”,从而形成覆盖头盖骨上部的“弓形”结构。该分支的两端延伸穿过枕骨的外周,并在下颌骨部分向外延伸。最后,它在前额下再次“愈合”。这种舌骨结构使它与头盖骨有尽可能大的接触面积,增加了抗冲击性。此外,啄木鸟的舌骨本身具有良好的强度和柔韧性。舌骨的“心脏”是柔软的软骨,周围包裹着一层薄薄的组织层。这有点像唐钢的*切割技术包钢,它会产生极好的韧性。
第三,啄木鸟的喙也成为其强大的抗冲击性的一个因素。啄木鸟的喙骨有更高的燃烧损失(高于它的头骨)。骨头的燃烧损失意味着骨头在燃烧时会产生更大的材料损失,这也表明骨头中所含的骨矿物质更高,并且在负载时会产生更大的柔韧性。这样,当啄木鸟钻孔时,一部分冲击力在传递到头骨之前被接触树干的喙骨吸收。
参考:
1.啄木鸟头部结构抗冲击的力学机制。朱。大连理工大学。2015年1月1日。
2.啄木鸟头部抗撞击的生物学机制及其应用。《中国科学:生命科学》。2013年8月20日。
3.啄木鸟头骨和下颚的材料特性对头部抗冲击性能的影响。王利珍等。中国科学:生命科学。2012年3月20日。
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