啄木鸟是我们常见的鸟类鸟术,在我国分布较广的种类有绿啄木鸟和斑啄木鸟。它们专门觅食天牛、吉丁虫、透翅娥、蠢虫等害虫,每天能吃掉1500条左右。由于啄木鸟食量大和活动范围广,在13.3公顷的森林中,若有一对啄木鸟栖息,一个冬天就可啄食吉丁虫90%以上,啄食肩星天牛80%以上。
所以鸟术,人们称啄木鸟是“森林医生”。
啄木鸟每天敲击树木约为500~600次鸟术,每啄一次的速度达到555cm/s,而头部摇动的速度更快,为580cm/s,啄木鸟啄食时,在碰到木头后0.5~1.0 ms内停止。也就是说,加速度能达到600~1500g。
啄木鸟可10-20次连啄,每个来回用时50ms鸟术。这样它的头部则不可避免地要受到非常剧烈的震动,但它既不会得脑震荡,也不会头痛,其中原因与啄木鸟自身特殊的身体结构有关。
原因1鸟术:头骨十分坚固
首先,啄木鸟的头骨十分坚固,由骨密质和骨松质组成,其大脑周围有一层绵状骨骼,内含液体,对外力能起缓冲和消震作用,它的脑壳周围还长满了具有减震作用的肌肉,能把喙尖和头部始终保持在一条直线上,使其在啄木时头部严格地进行直线运动。
啄术鸟的敲击方式很特别,每一击都是完全笔直的。一开始它先轻轻在树干上敲击数次,以确定位置,然后就十分精准地重复重力啄击,喙与树木撞击的瞬间头部绝不会扭动,这能避免产生扭曲力,防止脑部神经受伤和脑震荡。
正因为啄木鸟的喙尖和头部始终保持在一条直线上,因此,尽管它每天啄木不止,也能常年承受得起强大的震动力。同时,因为啄木鸟的大脑很小,只有区区2克,而一个正常人类的大脑,大概是1400克。尺寸很重要,在这种状况下,大脑越小,冲击力对大脑产生的影响越小。
原因2:巧妙的缓冲结构
其次,啄木鸟的大脑和头骨之间存在着小小的硬脑膜,这样就不会像人类一样发生脑震荡。
而且它们的大脑上下尺寸长于前后的尺寸,这就意味着作用在头骨上的力量被更好的分散了。这样能够减少作用力对啄木鸟的伤害,环绕整个头骨的舌骨结构在最初的冲击中扮演着安全带的作用,鸟嘴的上下部位不均等,当撞击力从鸟嘴尖传递到骨头的时候,这种结构削弱冲击力并使它远离了大脑。
头骨不同部位的"海绵"构造的层状骨骼能够帮助分散冲击力,因此也能保护大脑。
原因3:眼睛结构
另外,啄木鸟的眼睛结构也十分巧妙。高速摄像表明,在撞击之前的一瞬间,啄木鸟眼睛的瞬膜会快速闭上,既避免了撞击溅出的木屑伤害眼睛,又像一个安全带一样把眼睛裹住,免得眼睛蹦出来。
它的眼睛中的脉络膜用一种黏多糖填满空隙,能起到缓冲作用。同时,在鸟类眼睑上有一个像梳子一样的梳膜,可能也能起到防震作用,因为它一旦充血,就能暂时提高眼内压力,保护晶状体和视网膜。
原因:4:舌头
最奇妙的是啄木鸟的舌头。它的舌头极长,从上颚后部生出,穿过右鼻孔,分叉成两条,然后绕到头骨的上部和后部,经过颈部的两侧、下颚,在口腔中又合成一条舌头。这样的舌头就像一条橡皮筋,能够射出喙外达10厘米。
显然,这条长舌头的主要用途是为了把虫子从洞中钩出来,但是在每次啄木之前舌头收缩的话,就能吸收撞击力,也是一个很好的缓冲装置。
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