Ученые из Университетов Брауна и Мюнстера выяснили, что для добычи личинок из коры дятлы не просто используют клюв, а координируют все свое тело: мышцы, дыхание и движения. Исследование было опубликовано в Journal of Experimental Biology.
Как дятлы используют все свое тело для удара по дереву, не зарабатывая сотрясение мозга
Каждый день дятлы часами бьют клювом по дереву с целью добычи пропитания. При этом птицы не зарабатывают головных болей и сотрясения мозга.
Freepik
Когда дятел долбит дерево, его голова испытывает замедление, сравнимое с 400g — силой тяжести, которая бы мгновенно убила любое другое существо на планете. Например, пилоты истребителей при выполнении фигур высшего пилотажа испытывают всего 8-10g. При этом они носят специальные костюмы.
Специалисты поймали восемь диких пушистых дятлов и в течение трех дней снимали их работу на высокоскоростную камеру, пока птицы били клювом по дереву. Кроме того, с помощью электромиографии (ЭМГ) ученые измерили электрические сигналы, возникающие в мышцах при сокращении. Их интересовали импульсы в голове, шее, животе, хвосте и лапах. Параллельно они записывали давление воздуха в дыхательных путях дятлов, чтобы понять, как птица дышит в этот момент.
Оказалось, что удар дятла по дереву начинается не с головы, а с особой мышцы-сгибателя бедра, которая сокращается и толкает все тело птицы вперед. Одновременно с этим передние мышцы шеи напрягаются, чтобы выбросить голову и клюв по направлению к дереву.
Кроме того, в момент предшествующий удару, тело дятла превращается в единый жесткий блок: мышцы у основания черепа и задней части шеи напрягаются, запрокидывая голову назад и фиксируя ее, живот твердеет, стабилизируя корпус, а мышцы хвоста сгибаются, создавая упор. Все это необходимо, чтобы поглотить силу отдачи. Если бы тело было расслабленным, энергия удара рассеялась бы по всему телу.
Однако и это не все. Оказалось, что дятлы синхронизируют с каждым ударом свое дыхание. В момент соприкосновения клюва с деревом птица с силой выдыхает и издает хрюк. Это необходимо птице, чтобы вызвать напряжение мышц кора. Это дополнительно стабилизирует дятла и увеличивает силу удара.
При быстром постукивании — до 13 ударов в секунду — дятел успевает делать небольшие вдохи продолжительностью около 40 миллисекунд между ударами.