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啄木鸟为什么不头疼?

科普小知识2021-12-16 19:34:06
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啄木鸟就像不断快速敲打坚硬树木的锤子。它们不仅啄食木头作为食物,还在树干上挖洞筑巢。他们也依靠他们互相交流和展示。啄木鸟是啄木鸟最重要的活动之一。它每天啄木头12000次,频率为每秒20次。每次撞击的减速力是重力的1200倍,相当于以每小时25公里的速度撞击墙壁。如果人类的行为像啄木鸟一样,它们无疑会导致一系列致命的后果,如脑震荡、脑损伤、视网膜出血和视网膜脱离。啄木鸟如何避免这些?

啄木鸟的大脑相对较小,小物体的表面积相对较大,施加在它身上的压力容易分散,所以它不像人脑那样容易受到冲击。啄木鸟啄木时,啄木方向非常垂直,这样可以避免因摇动引起的扭曲而造成脑膜撕裂和脑震荡。

啄木鸟也进化出一系列装置来保护它们的大脑和眼球免受撞击。它的头骨很厚,但是骨头上有许多小缝隙,有点像海绵,可以减少震动。大脑表面有一层膜叫做软脑膜,外面有一层膜叫做蛛网膜,两层膜之间有一个空隙叫做蛛网膜下腔。蛛网膜下腔充满了脑脊液。然而,啄木鸟的蛛网膜下腔非常狭窄,几乎没有脑脊液,这削弱了冲击波的液体传输。

啄木鸟的下颚底部有软骨来缓冲撞击。它的下颌通过一根强壮的肌肉与头骨相连。在撞击之前,这块肌肉迅速收缩,同时也起到缓冲作用,允许冲击力绕过大脑传递到头骨的底部和后部。

啄木鸟的眼睛结构也很聪明。高速摄像头显示,啄木鸟眼睛的瞬膜会在撞击前瞬间迅速闭合,不仅避免了撞击溅出的木屑对眼睛的伤害,而且像安全带一样将眼睛包裹起来,防止眼睛跳出。它眼睛里的脉络膜充满了粘多糖,可以起到缓冲作用。鸟类的眼睑上有一层梳状的梳状膜,它也可能起到防震的作用,因为一旦充血,它可以暂时增加眼内压,保护晶状体和视网膜。

最奇妙的是啄木鸟的舌头。它的舌头非常长。它从上颌的后部出现,穿过右鼻孔,分成两部分,然后绕过头骨的上部和后部,穿过颈部和下颌的两侧,并在嘴里形成另一个舌头。舌头就像一根橡皮筋,可以在喙外10厘米处伸出。很明显,这种长舌头的主要目的是把昆虫从洞里钩出来,但是如果舌头在每次啄之前收缩,它可以吸收冲击力,也是一个很好的缓冲装置。

达尔文在《物种起源》中反复感叹啄木鸟身体结构的聪明他写道:“啄木鸟爬树,通过树皮缝隙捕捉昆虫。我们能给出比这种适应性更感人的例子吗?”但是啄木鸟的身体结构比达尔文想象的还要脆弱。生物学家对这种身体结构的研究一点也不好笑,也不是纯粹出于学术好奇,也不是没有实用价值。啄木鸟的身体结构是在自然选择作用下长期进化的结果。这是几百万年来大自然做的实验。研究它如何巧妙地避免撞击造成的身体损伤,对于改进防止人体脑损伤的防护设备不无启发。