Головы дятлов действуют скорее как жёсткие молотки, чем как защитные шлемы

Учёные давно задавались вопросом, как дятлы могут многократно долбить клювом стволы деревьев, не повреждая мозг. Это привело к идее, что их черепа должны действовать как амортизирующие шлемы. Теперь исследователи, сообщающие в журнале Current Biology 14 июля, опровергли эту идею, заявив, что их головы действуют скорее как жёсткие молотки. Их расчёты показывают, что любое поглощение удара мешало бы способности дятлов долбить.

«Проанализировав высокоскоростные видео трёх видов дятлов, мы обнаружили, что дятлы не поглощают удар о дерево», — говорит Сэм Ван Вассенберг из Антверпенского университета (Бельгия).

Ван Вассенберг и коллеги сначала количественно оценили замедление при ударе во время долбления у трёх видов дятлов. Они использовали данные для построения биомеханических моделей, которые привели их к выводу, что любое поглощение удара черепом было бы невыгодно для птиц.

Но если их черепа не действуют как амортизаторы, подвергает ли яростное долбление их мозг опасности? Оказывается, нет. Хотя ударное замедление при каждом ударе превышает известный порог сотрясения мозга у обезьян и людей, меньший мозг дятлов может это выдержать. Ван Вассенберг отмечает, что дятлы могут ошибиться, например, если будут долбить металл на полной мощности. Но их обычное долбление стволов деревьев, как правило, значительно ниже порога, вызывающего сотрясение, даже без того, чтобы их черепа действовали как защитные шлемы.

«Отсутствие амортизации не означает, что их мозг в опасности во время кажущихся жестокими ударов, — говорит Ван Вассенберг. — Даже самые сильные удары из более чем 100 проанализированных долблений должны быть безопасны для мозга дятлов, поскольку наши расчёты показали нагрузки на мозг ниже, чем у людей, получающих сотрясение».

Результаты опровергают давнюю теорию амортизации, популяризированную в СМИ, книгах, зоопарках и т.д. «Снимая дятлов в зоопарках, я был свидетелем, как родители объясняют детям, что у дятлов не болит голова, потому что у них в голове встроен амортизатор. Этот миф об амортизации у дятлов теперь развенчан нашими выводами».

С эволюционной точки зрения, по его словам, результаты могут объяснить, почему не существует дятлов с гораздо более крупными головами и шейными мышцами. Хотя более крупный дятел мог бы наносить более мощные удары, сотрясения мозга, вероятно, вызвали бы у них серьёзные проблемы.

Выводы также имеют практическое значение, учитывая, что инженеры ранее использовали анатомию черепа дятла как источник вдохновения для разработки амортизирующих материалов и шлемов. Новые данные показывают, что это не очень хорошая идея, поскольку анатомия дятла сводит к минимуму поглощение удара.

Ван Вассенберг отмечает, что другое недавнее исследование его команды показало, что клювы дятлов часто застревают, но птицы быстро освобождаются, попеременно двигая верхней и нижней половинами клюва. Сейчас они изучают, как форма клюва адаптирована для долбления.