Dlaczego dzięcioły nie dostają wstrząsu mózgu?

Naukowcy od lat zastanawiają się, jakim cudem dzięcioły potrafią bez robienia sobie krzywdy codziennie uderzać głową w twarde drewno.

- Kiedy widzimy je w akcji, mimochodem zaczynamy myśleć, co sprawia, że nic im nie jest - powiedział Sam Van Wassenbergh, naukowiec z Uniwersytetu w Antwerpii w Belgii i główny autor badania.

Na przestrzeni lat królowały hipotezy mówiące o tym, że głowa dzięcioła działa jak kask - absorbuje lub rozprasza wstrząsy. Albo takie mówiące o tym, że w głowie tego ptaka znajduje się coś w rodzaju poduszki. Okazuje się jednak, że chociaż sekret bezpieczeństwa dzięciołów rzeczywiście tkwi w anatomii, może dotyczyć czegoś zupełnie innego.

Niezależnie od tego czy poszukują jedzenia, odstraszają przeciwników, czy wabią partnera lub partnerkę, dzięcioły potrafią bębnić w korę drzewa z prędkością nawet 20 uderzeń na sekundę. Po takiej sesji zachowują się zupełnie normalnie.

Aby dowiedzieć się, w jaki sposób mózgi dzięciołów są chronione przed uderzeniami, międzynarodowy zespół naukowców postanowił nagrać ptaki należące do trzech gatunków dzięciołów - czarnego, smugoszyjego i dużego.

- Pojechaliśmy do czterech różnych ogrodów zoologicznych w Europie, gdzie mieszkają dzięcioły i nagraliśmy je podczas dziobania - powiedział Van Wassenbergh.

Badacze pozyskali 109 nagrań i przeanalizowali je klatka po klatce w poszukiwaniu oznak amortyzacji. Na podstawie zebranych danych wykonany został biomechaniczny model czaszki dzięcioła, który posłużył naukowcom do zmierzenia sił, jakie oddziałują na ptasie głowy oraz tego, jak mózgi zwierząt zachowują się w momencie dziobnięcia.

Analiza materiału wideo wykazała, że czaszki dzięcioła nie posiadają żadnego mechanicznego systemu amortyzacji, za to w trakcie dziobania zachowują się nie jak kask, ale jak sztywny młotek.

Symulacje wykazały, że dodanie elementu pochłaniającego wstrząsy, a więc amortyzującego, nie pomogłoby ochronić mózgów dzięciołów. Gdyby ich głowy absorbowały część uderzeń, ptaki nie potrafiłyby działać tak szybko i intensywnie.

- To ma sens - mówił Thomas Roberts, biomechanik z Brown University, który nie był zaangażowany w badania. - Jeśli wbijasz gwóźdź młotkiem, nie chcesz pomiędzy wkładać poduszki pomiędzy te elementy - dodał.

Zdaniem badaczy pod wodzą Van Wassenbergha dzięcioły przed wstrząśnieniem mózgu chronią przede wszystkim niewielkie rozmiary tego narządu - aż 700 razy mniejsze niż u ludzi.

- Zapominamy, że dzięcioły są dużo mniejsze od nas - opowiadał Van Wassenbergh, dodając, że niewielkie zwierzęta są w stanie znieść więcej. - Wystarczy pomyśleć o muchach, które uderzają w szyby okien, a potem po prostu odlatują - dodał.

Van Wassenbergh dodał, że wyniki badań jego zespołu nie oznaczają, że zainspirowane dzięciołami badania nad procesami absorpcji wstrząsów i amortyzacji się zdewaluowały. Analiza ptasich mózgów i sposobów, w jakie są one przystosowane do powtarzających się uderzeń, to nadal fascynujący temat, który może doprowadzić do opracowania cennych rozwiązań technologicznych.

- Czas pokaże, czy nasz pogląd się utrzyma - wskazał Van Wassenbergh. - Myślę, że nasze badanie daje mocne dowody w odniesieniu do wielu gatunków, a także wyjaśnia mechanizm z adaptacyjnego punktu widzenia, pokazując, że absorpcja wstrząsów miałaby w przypadku dzięciołów same wady - zaznaczył.