Site Overlay

Miért nem fáj a harkályok feje?

Miről szól a történet?

A bal oldalon a foltos harkály, a jobb oldalon pedig az eurázsiai harkály látható. Wikimedia Commons- Frank Drebin, Arturo Nikolai

Ha egész nap egy fatörzsbe vernéd a fejed, valószínűleg nem éreznéd túl jól magad, és az agyad sem. A harkályok viszont állandóan ezt csinálják. Erről kapták a nevüket. A PLOS ONE “Why Do Woodpeckers Resist Head Impact Injury: A Biomechanical Investigation”, a tudósok azt vizsgálták, hogyan éli túl a harkályok agya a sok csipkedést.

Science For the Birds?

A tudósok kísérletet végeztek, hogy kiderítsék, hogyan védi meg a harkályok agyát a sérülésektől. A tudósok először kétféle madarat választottak a kísérletükhöz: a nagy foltos harkályt és az eurázsiai harkályt. Az eurázsiai kökörcsin nem harkály, de a földet csipkedi. A talaj puhább, mint a fa, ezért a tudósok össze akarták hasonlítani a talaj csipkedési viselkedését a fa csipkedési viselkedésével.

Ez a kísérlet egyszerűsített ábrája. A zöld tárgy az erőérzékelő. Kattintson a nagyításhoz.

A madarakat nagysebességű kamerákkal ellátott fémketrecekben helyezték el. A kamerák segítségével a tudósok lassított felvételben figyelhették a madarak csipkedését. Minden ketrecben volt egy erőérzékelő is, amelyet a madarak csipkedtek. Az erőérzékelő mérte, hogy a madarak milyen erősen csipkednek. A jobb oldali képen látható, hogyan nézett ki a kísérlet.

A tudósok sokat megtudtak a harkályok és a karvalyok csipkedésének útjáról, időzítéséről és sebességéről. Ezt az információt aztán arra használták fel, hogy kiderítsék, hogyan lehetséges, hogy a harkályok egész nap csipkedni tudnak anélkül, hogy hatalmas fejfájást okoznának maguknak.

Hogyan kerülhetik el a fejfájást a fejtörő madarak?

A ketreces kísérlet segített a tudósoknak megismerni a csipkedés viselkedését és erejét. A tudósok a harkály és a karvaly koponyája közötti különbségekre is kíváncsiak voltak.

A tudósok összehasonlították a harkályok fejének és koponyacsontjainak mikro-CT felvételeit (a és c) a karvaly fejével és koponyacsontjaival (b és d). Kattintson a nagyításhoz.

A tudósok egy speciális, mikro-CT-nek nevezett technológiát használtak, hogy megnézzék, hogyan alakult a madarak koponyája. A bal oldali képen pontosan láthatod, hogy mit látott a tudós. A tudósok speciális gépeket is használtak az erőpróbák elvégzéséhez. Az erőpróbák a madarak csőrének és koponyacsontjainak szilárdságát mérték. A tudósok ezt azért tették, hogy kiderítsék, van-e valami különleges a harkályok fejcsontjaiban, ami megvédi az agyát a csipkedéstől.

Miután a tudósok összegyűjtötték a mikro-CT-vizsgálatok és az erőtesztek méréseit, számítógépek segítségével valósághű modelleket készítettek a madarak koponyájáról. Az egyik ilyen modellből láthatsz egy példát az oldal tetején található aranyszínű dobozban.

A kemény munka után a tudósok azt tették, amit a kisöcséd szokott csinálni a kedvenc játékaiddal. Összetörték a madárkoponya modelleket a számítógép segítségével, hogy szimulálják az erőt. Gondolhatsz erre úgy is, mint egy számítógépes játékra, amely megmondja a tudósoknak, hogyan működnek a koponyák. Azáltal, hogy a tudósok megnézték, hogyan törtek össze a modellek a számítógépes programjukban, láthatták, hogyan oszlik el az erő a madarak koponyáján.

Szóval, miért nem fáj a harkályoknak a fejük?

Vezettél már valaha ütéscsillapítóval ellátott kerékpáron? Ha igen, akkor tudod, hogy a lengéscsillapítók segítenek simábbá tenni a rázós utat. A lengéscsillapítók ezt úgy érik el, hogy elnyelik a rázkódást, amikor durva terepen haladsz. Ezáltal Ön kényelmesen és a kerékpárja egyben marad. A harkályok feje olyan, mint az agyuknak a biciklilengéscsillapítók. A harkály koponyájában lévő csontok kényelmesen tartják az agyát, és elkerülik az agyrázkódást.

A harkályok nyelvcsontjai úgy működnek, mint az agyuk biztonsági övei. Balra egy harkály koponyája, jobbra pedig egy harkály és egy karvaly nyelvcsontja látható. A harkály nyelvcsontja az a nagy, amely végig körbetekeredik a koponyán, hogy a helyén tartsa azt.

A tudósok megerősítették, hogy a harkályok elég jól védik az agyukat, néhány különleges trükk segítségével:

  • A harkályok jobban tudják változtatni a csipkedés útját, mint a karvalyok. Azzal, hogy a harkályok többet mozgatják a csőrüket, minimalizálják az agykárosodást bizonyos területeken.
  • A harkályok koponyája rugalmasabb a lemezszerű csontok miatt. Ez segít minimalizálni a sok csipkedés okozta károkat.
  • A harkályoknak van egy speciális csontjuk, amely biztonsági övként működik a koponyájukban. Ezt nyelvcsontnak hívják, és végig a harkály koponyája körül tekeredik. Minden alkalommal, amikor a madár csipked, a nyelvcsont úgy működik, mint egy biztonsági öv a madár koponyája és az általa védett érzékeny agy számára.
  • Még a harkály csőre is segít. A harkály felső csőre hosszabb, mint az alsó csőre, olyan, mint egy túlharapás. Az alsó csőr is erősebb csontból készült, hogy segítsen elnyelni az ütéseket.

A harkály koponyája olyan, mint egy belső biciklisisak, hogy az agya ne sérüljön meg. A tudósok még azt is gondolják, hogy néhány dolog, amit a harkályokról megtudtak, felhasználható jobb sisakok készítéséhez. Talán egy nap a te agyad is olyan jól védett lesz a sérülésektől, mint a harkály agya.

Kiegészítő képek a Wikipedia Commons és a PLOS ONE forrásaiból.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.