Proč datel nebolí hlava? Vědci zjistili, proč datly nebolí hlava


Lidé byli po staletí trýzněni záhadou: jak se datli nezbláznili a celé dny tloukli stromy? A nyní v nich vědci konečně rozluštili mechanismus ochrany mozku úžasní ptáci. Lze tento objev využít k vytvoření bezpečnostního vybavení pro lidi – například při konstrukci aut?

Datel skutečně nikdy netrpí bolestmi hlavy. A také nemá otřes mozku. Vědci dlouho nemohli pochopit, jak se mu to podařilo. Koneckonců, bylo zjištěno, že datel buší na tvrdý povrch rychlostí 20 úderů za sekundu, přičemž vyvíjí sílu 1,2 tisíckrát větší, než je gravitační síla Země. Pro srovnání se to rovná síle nárazu na povrch Země tryskového letadla, které do ní v plné rychlosti narazí. Nikdo z lidí by tak hroznou ránu nepřežil. Ale datlovi je to jedno, každý den se dobrovolně vystavuje těmto monstrózním přetížením a nic se neděje - je živý, zdravý a veselý.

Dva američtí vědci, Ivan Schwob z Kalifornské univerzity v Davisu a Philip May z Kalifornské univerzity v Los Angeles, kteří v roce 2006 za tento objev obdrželi Ignobelovu cenu, dokázali zcela rozluštit mechanismus ochrany Datelova hlava od „objevů, které zprvu vyvolávají pouze smích, a pak vás nutí přemýšlet“ ve světě vědy není tato cena o nic méně populární než Nobelova cena). Biologové tento mechanismus zkoumali na příkladu datla zlatočelého (Melanerpes aurifrons), který žije v lesích Spojených států, ale domnívají se, že takový bezpečnostní systém je zřejmě charakteristický pro všechny zástupce datlů (Piciformes).

Proč tedy datel nedostane otřes mozku? Zaprvé proto, že jeho supertvrdý zobák naráží do trupu přísně kolmo k jeho povrchu, neohýbá se ani nevibruje nárazem. To je zajištěno koordinovanou prací krčních svalů - při „čipování“ jsou aktivní pouze svaly, které jsou zodpovědné za pohyb hlavy tam a zpět, a ty, které provádějí laterální pohyby krku, jsou neaktivní. To znamená, že datel se fyzicky nemůže odchýlit od zvoleného kurzu.

Ptačí lebku od mozku navíc odděluje jen tenká vrstva nitrolební tekutiny, která vibracím neumožňuje získat dostatečnou sílu k nebezpečnému působení na mozek. Tato kapalina je navíc značně viskózní, takže okamžitě uhasí všechny vlny vznikající při dopadu, které mohou poškodit nejdůležitější nervové centrum.

Při ochraně mozku před otřesy je také důležitá jazylka, nejdůležitější prvek hyoidní kosti ptáků, která je sama o sobě více chrupavkou než skutečná kostní tkáň. U datlů je extrémně vyvinutá, velmi rozsáhlá a rozšířená, nachází se nejen v hltanu (jako u savců), ale zasahuje i do nosohltanu, nejprve ovíjí lebku. To znamená, že uvnitř lebky tohoto ptáka je další elastický tlumič nárazů.

Navíc, jak prokázala studie vnitřní stavby lebečních kostí datla, téměř všechny obsahují houbovitou porézní tkáň, která je dalším tlumičem nárazů. V tomto ohledu je lebka datla více podobná lebce kuřátka než lebky dospělého ptáka (který má v kostech extrémně malý podíl houbovité hmoty). Takže ty vibrace, které nemohly být „tlumeny“ lebeční tekutinou a jazylkou, jsou „uklidněny“ houbovitou hmotou kostí.

Kromě toho má datel jakýsi „bezpečnostní pás“ pro oči – při zásahu třetí víčko (nictitující membrána) spadne přes ptačí oko, aby chránilo oční bulvu před vibracemi a zabránilo odchlípení sítnice. Takže vize datlů je i přes jejich „těžký“ životní styl vždy v pořádku.

A samozřejmě, aby se všechny tyto bezpečnostní systémy vešly do lebky, museli datli výrazně zmenšit povrch svého mozku. To je však nedělalo o nic hloupější než ostatní ptáci - naopak, datel je velmi chytrý a má poměrně složité teritoriální a hnízdní chování. Faktem je, že na rozdíl od savců se u ptáků procesy vyšší racionální aktivity vůbec nevyskytují v mozkové kůře, ale v podložních striatálních tělíscích a vrstvě zvané hyperstriatum. A tyto části mozku zpočátku nezabírají příliš velkou plochu, protože neurony v nich jsou poměrně hustě napěchované. Datel si proto může snadno zmenšit mozek, aniž by to ohrozilo jeho inteligenci.

Tak proč tohle chytrý pták může učit lidi? Ano, alespoň jak vyvinout dokonalé konstrukce odolné proti nárazům. Podobná práce nedávno provedli američtí vědci z Bioengineering Laboratory na univerzitě v Berkeley. Pečlivé studium zpomalených videozáznamů „drážek“ a tomografických dat datlů jim umožnilo vyvinout systém umělého tlumení (to znamená zajištění bezpečnosti) podobný „bezpečnostnímu systému“ datlů.

Roli supertvrdého zobáku v umělém tlumiči může plnit odolný vnější plášť – například ocelový nebo titanový. Funkci intrakraniální tekutiny u tohoto zařízení přebírá druhá, vnitřní vrstva kovu, oddělená od vnější, ocelové, vrstvou elastickou. Pod ní je vrstva tvrdé a zároveň elastické gumy - analog hyoidu. A „náhradou“ za houbovité struktury je vyplnit celý prázdný prostor pod touto gumou pevně zabalenými skleněnými kuličkami o velikosti asi jednoho milimetru. Bylo prokázáno, že velmi účinně „rozprašují“ energii nárazu a blokují přenos nebezpečných vibrací do nejcennější centrální části, kvůli které všechny tyto systémy existují – tedy do určitého „mozku“.

Takový tlumič podle vývojářů dokáže ochránit různé křehké konstrukce (například elektroniku) před silnými nárazy. Do takové skořepiny můžete umístit „černé skříňky“ letadel, palubní počítače lodí nebo ji použít při vývoji vystřelovacích zařízení nové generace. Je možné, že tuto skořepinu lze použít i v karoserii automobilu jako přídavný tlumič.

Po vytvoření miniaturního prototypu vědci provedli první testy této skořápky. Umístili to do kulky, která byla vypálena z plynové pistole do silného hliníkového plechu. Přetížení z nárazu dosáhlo 60 000 g, ale tlumič účinně chránil elektronickou náplň v něm ukrytou. Prostředek, tento systém funguje docela efektivně. Nyní vývojáři pracují na vytvoření stejného tlumiče ve větších velikostech.

Jak je tedy vidět, lidstvo se má od datlů co učit. Třeba jak praštit hlavou do zdi a přitom zůstat naživu a nezbláznit se...

Anton Evseev


Dalo by se říci, že lidé byli po staletí trýzněni záhadou: jak se datli nezbláznili a celé dny tloukli stromy? A nyní vědci konečně rozluštili mechanismus ochrany mozku těchto úžasných ptáků. Lze tento objev využít k vytvoření bezpečnostního vybavení pro lidi – například při konstrukci aut?

Datel skutečně nikdy netrpí bolestmi hlavy. A také nemá otřes mozku. Vědci dlouho nemohli pochopit, jak se mu to podařilo. Koneckonců, bylo zjištěno, že datel buší na tvrdý povrch rychlostí 20 úderů za sekundu, přičemž vyvíjí sílu 1,2 tisíckrát větší, než je gravitační síla Země. Pro srovnání se to rovná síle nárazu na povrch Země tryskového letadla, které do ní v plné rychlosti narazí. Nikdo z lidí by tak hroznou ránu nepřežil. Ale datlovi je to jedno, každý den se dobrovolně vystavuje těmto monstrózním přetížením a nic se neděje - je živý, zdravý a veselý.

Dva američtí vědci, Ivan Schwob z Kalifornské univerzity v Davisu a Philip May z Kalifornské univerzity v Los Angeles, kteří v roce 2006 za tento objev obdrželi Ignobelovu cenu, dokázali zcela rozluštit mechanismus ochrany Datelova hlava od „objevů, které zprvu vyvolávají pouze smích, a pak vás nutí přemýšlet“ ve světě vědy není tato cena o nic méně populární než Nobelova cena). Biologové tento mechanismus studovali na příkladu datla zlatočelého ( Melanerpes aurifrons), žijící v lesích USA, se však domnívají, že takový bezpečnostní systém je zjevně charakteristický pro všechny zástupce datlů ( Piciformes).

Proč tedy datel nedostane otřes mozku? Zaprvé proto, že jeho supertvrdý zobák naráží do trupu přísně kolmo k jeho povrchu, neohýbá se ani nevibruje nárazem. To je zajištěno koordinovanou prací krčních svalů - při „čipování“ jsou aktivní pouze svaly, které jsou zodpovědné za pohyb hlavy tam a zpět, a ty, které provádějí laterální pohyby krku, jsou neaktivní. To znamená, že datel se fyzicky nemůže odchýlit od zvoleného kurzu.

Ptačí lebku od mozku navíc odděluje jen tenká vrstva nitrolební tekutiny, která vibracím neumožňuje získat dostatečnou sílu k nebezpečnému působení na mozek. Tato kapalina je navíc značně viskózní, takže okamžitě uhasí všechny vlny vznikající při dopadu, které mohou poškodit nejdůležitější nervové centrum.

Při ochraně mozku před otřesy je také důležitá jazylka, nejdůležitější prvek hyoidní kosti ptáků, která je sama o sobě více chrupavkou než skutečná kostní tkáň. U datlů je extrémně vyvinutá, velmi rozsáhlá a rozšířená, nachází se nejen v hltanu (jako u savců), ale zasahuje i do nosohltanu, nejprve ovíjí lebku. To znamená, že uvnitř lebky tohoto ptáka je další elastický tlumič nárazů.

Navíc, jak prokázala studie vnitřní stavby lebečních kostí datla, téměř všechny obsahují houbovitou porézní tkáň, která je dalším tlumičem nárazů. V tomto ohledu je lebka datla podobná spíše kuřeti než lebkě dospělého ptáka (u kterého je podíl houbovité hmoty v kostech extrémně malý). Takže ty vibrace, které nemohly být „tlumeny“ lebeční tekutinou a jazylkou, jsou „uklidněny“ houbovitou hmotou kostí.

Kromě toho má datel také jakýsi „bezpečnostní pás“ pro oči – při zásahu spadne třetí oční víčko (nictitující membrána) přes oko tohoto ptáka, aby chránil oční bulvu před vibracemi a zabránil odchlípení sítnice. Takže vize datlů je i přes jejich „těžký“ životní styl vždy v pořádku.

A samozřejmě, aby se všechny tyto bezpečnostní systémy vešly do lebky, museli datli výrazně zmenšit povrch svého mozku. Tím se však nestali hloupějšími než ostatní ptáci - naopak, datel je velmi chytrý a má poměrně složité teritoriální a hnízdní chování. Faktem je, že na rozdíl od savců se u ptáků procesy vyšší racionální aktivity vůbec nevyskytují v mozkové kůře, ale v podložních striatálních tělíscích a vrstvě zvané hyperstriatum. A tyto části mozku zpočátku nezabírají příliš velkou plochu, protože neurony v nich jsou poměrně hustě napěchované. Datel si proto může snadno zmenšit mozek, aniž by poškodil jeho inteligenci.

Co tedy může tento chytrý pták naučit lidi? Ano, alespoň jak vyvinout dokonalé konstrukce odolné proti nárazům. Podobnou práci nedávno provedli američtí vědci z Bioengineering Laboratory na univerzitě v Berkeley. Pečlivé studium časosběrných videozáznamů datlů z „drážek“ a tomografických dat jim umožnilo vyvinout systém umělého tlumení (tedy bezpečnostní) podobný systému datlů.

Roli supertvrdého zobáku v umělém tlumiči může plnit odolný vnější plášť – například ocelový nebo titanový. Funkci intrakraniální tekutiny u tohoto zařízení přebírá druhá, vnitřní vrstva kovu, oddělená od vnější, ocelové, vrstvou elastickou. Pod ním je vrstva tvrdé, ale zároveň elastické gumy - analog hyoidu. A „náhradou“ za houbovité struktury je vyplnit celý prázdný prostor pod touto gumou pevně zabalenými skleněnými kuličkami o velikosti asi jednoho milimetru. Bylo prokázáno, že velmi účinně „rozprašují“ energii nárazu a blokují přenos nebezpečných vibrací do nejcennější centrální části, kvůli které všechny tyto systémy existují – tedy do určitého „mozku“.

Takový tlumič může podle vývojářů chránit různé křehké struktury, například elektroniku, před silnými nárazy. Do takové skořepiny je možné umístit „černé skříňky“ letadel, palubní počítače lodí nebo ji využít při vývoji vystřelovacích zařízení nové generace. Je možné, že tuto skořepinu lze použít i v karoserii automobilu jako přídavný tlumič.

Po vytvoření miniaturního prototypu vědci provedli první testy tohoto pláště. Umístili ho do kulky a pomocí plynové pistole ho zastřelili do silného hliníkového plechu. Přetížení z nárazu dosáhlo 60 000 g, ale tlumič účinně chránil elektronickou náplň v něm ukrytou. To znamená, že tento systém funguje poměrně efektivně. Nyní vývojáři pracují na vytvoření stejného tlumiče ve větších velikostech.

Místo předmluvy anekdota: pokud vás omrzely kukačkové hodiny, otočte je směrem ke zdi a budete mít datel :)

Datel udělá asi 12 tisíc ran hlavou denně, aniž by si způsobil nějakou újmu! Tento úžasný fakt vzpíralo se jakémukoli vysvětlení, protože to vytváří přetížení tisíckrát větší než při volném pádu.

Bylo zjištěno, že některé druhy datlů jsou v procesu sekání stromové kůry schopny pohybovat zobákem rychlostí téměř 25 km/h! Zároveň je jeho hlava odhozena zpět s obrovským negativním zrychlením, které je více než dvakrát větší, než jaké zažívají astronauti při startu! Poměrně nedávno dokázala skupina vědců z Číny odpovědět na otázku PROČ NEMÁ DŘEVEK HLAVU?

Ukazuje se, že datel má několik jedinečných schopností a zajímavou stavbu hlavy.

Dva američtí vědci, Ivan Schwob z Kalifornské univerzity v Davisu a Philip May z Kalifornské univerzity v Los Angeles, kteří v roce 2006 za tento objev obdrželi Ignobelovu cenu, dokázali zcela rozluštit mechanismus ochrany Datelova hlava od „objevů, které zprvu vyvolávají pouze smích, a pak vás nutí přemýšlet“ ve světě vědy není tato cena o nic méně populární než Nobelova cena).

Biologové tento mechanismus studovali na příkladu datel zlatočelý (Melanerpes aurifrons), který žije v lesích Spojených států, ale domnívají se, že takový bezpečnostní systém je zjevně charakteristický pro všechny zástupce datelů (Piciformes).

Proč tedy datel nedostane otřes mozku?

Zaprvé proto, že jeho supertvrdý zobák naráží do trupu přísně kolmo k jeho povrchu, neohýbá se ani nevibruje nárazem.

To je zajištěno koordinovanou prací krčních svalů - při „čipování“ jsou aktivní pouze svaly, které jsou zodpovědné za pohyb hlavy tam a zpět, a ty, které provádějí laterální pohyby krku, jsou neaktivní.

To znamená, že datel se fyzicky nemůže odchýlit od zvoleného kurzu.

Lebka tohoto ptáka a jeho mozek jsou odděleny pouze tenkou vrstvou intrakraniální tekutiny, která neumožňuje vibracím získat dostatečnou sílu k nebezpečnému účinku na mozek. Tato kapalina je navíc značně viskózní, takže okamžitě uhasí všechny vlny vznikající při dopadu, které mohou poškodit nejdůležitější nervové centrum.

Při ochraně mozku před otřesy je také důležitá jazylka, nejdůležitější prvek hyoidní kosti ptáků, která je sama o sobě více chrupavkou než skutečná kostní tkáň. U datlů je extrémně vyvinutá, velmi rozsáhlá a rozšířená, nachází se nejen v hltanu (jako u savců), ale zasahuje i do nosohltanu, nejprve ovíjí lebku. To znamená, že uvnitř lebky tohoto ptáka je další elastický tlumič nárazů.

Jak ukázala studie vnitřní struktury lebečních kostí datla, téměř všechny obsahují houbovitou porézní tkáň, která je dalším tlumičem nárazů. V tomto ohledu je lebka datla podobná spíše kuřeti než lebkě dospělého ptáka (u kterého je podíl houbovité hmoty v kostech extrémně malý). Takže ty vibrace, které nemohly být „tlumeny“ lebeční tekutinou a jazylkou, jsou „uklidněny“ houbovitou hmotou kostí.

Datel má také jakýsi „bezpečnostní pás“ pro oči – při zásahu spadne třetí oční víčko (nictitující membrána) přes oko tohoto ptáka, aby chránil oční bulvu před vibracemi a zabránil odchlípení sítnice. Takže vize datlů je i přes jejich „těžký“ životní styl vždy v pořádku.

A samozřejmě, aby se všechny tyto bezpečnostní systémy vešly do lebky, museli datli výrazně zmenšit povrch svého mozku. To je však nedělalo o nic hloupější než ostatní ptáci - naopak, datel je velmi chytrý a má poměrně složité teritoriální a hnízdní chování.

Faktem je, že na rozdíl od savců u ptáků procesy vyšší racionální aktivity vůbec neprobíhají v mozkové kůře, ale v podložních striatálních tělíscích a vrstvě zvané hyperstriatum. A tyto části mozku zpočátku nezabírají příliš velkou plochu, protože neurony v nich jsou poměrně hustě napěchované. Datel si proto může snadno zmenšit mozek, aniž by poškodil jeho inteligenci.

Co tedy může tento chytrý pták naučit lidi? Ano, alespoň jak vyvinout dokonalé konstrukce odolné proti nárazům. Podobnou práci nedávno provedli američtí vědci z Bioengineering Laboratory na univerzitě v Berkeley. Pečlivé studium časosběrných videozáznamů datlů z „drážek“ a tomografických dat jim umožnilo vyvinout systém umělého tlumení (tedy bezpečnostní) podobný systému datlů.

Roli supertvrdého zobáku v umělém tlumiči může plnit odolný vnější plášť – například ocelový nebo titanový. Funkci intrakraniální tekutiny u tohoto zařízení přebírá druhá, vnitřní vrstva kovu, oddělená od vnější, ocelové, vrstvou elastickou.

Pod ním je vrstva tvrdé, ale zároveň elastické gumy - analog hyoidu. A „náhradou“ za houbovité struktury je vyplnit celý prázdný prostor pod touto gumou pevně zabalenými skleněnými kuličkami o velikosti asi jednoho milimetru. Bylo prokázáno, že velmi účinně „rozprašují“ energii nárazu a blokují přenos nebezpečných vibrací do nejcennější centrální části, kvůli které všechny tyto systémy existují – tedy do určitého „mozku“.

Takový tlumič může podle vývojářů chránit různé křehké struktury, například elektroniku, před silnými nárazy. Do takové skořepiny je možné umístit „černé skříňky“ letadel, palubní počítače lodí nebo ji využít při vývoji vystřelovacích zařízení nové generace. Je možné, že tuto skořepinu lze použít i v karoserii automobilu jako přídavný tlumič.

Po vytvoření miniaturního prototypu vědci provedli první testy této skořápky. Umístili ho do kulky a pomocí plynové pistole ho zastřelili do silného hliníkového plechu.

Přetížení z nárazu dosáhlo 60 000 g, ale tlumič účinně chránil elektronickou náplň v něm ukrytou. To znamená, že tento systém funguje poměrně efektivně. Nyní vývojáři pracují na vytvoření stejného tlumiče ve větších velikostech.

Čínští vědci zkoumali ochranu datla před otřesy a vibracemi, což podle nich může pomoci vytvořit nové protišokové materiály a struktury použitelné v různých oblastech lidské činnosti.

Inženýři Státní laboratoře statických analýz pro průmyslové vybavení Univerzita v Dalianu zjistila, že celé tělo datla funguje jako vynikající mechanismus odolný proti nárazům, který absorbuje energii nárazu.

Pták kluje do stromu s velmi vysokou frekvencí (asi 25 hertzů) a rychlostí (asi 7 metrů za sekundu), která je 1000krát větší než zemská gravitace. Vědci vytvořili speciální 3D počítačový model pomocí tomogramu, aby přesně pochopili, jak datel chrání svůj mozek před poškozením.

Zjistili, že většinu energie nárazu akumuluje ptačí tělo (99,7 %) a pouze 0,3 % dopadá na hlavu datla. Část energie nárazu je absorbována ptačím zobákem a další část ptačí hyoidní kostí.

A ta malá část energie, která stále dopadá na hlavu datla, se přeměňuje na teplo, což je důvod, proč se teplota mozku výrazně zvyšuje. Pták je nucen dělat přestávky mezi klováním do stromu, aby tuto teplotu snížil.

Na závěr ještě jeden vtip :)
Vědci zkřížili slona a datla. Trhač s velkým nosem nemůže brouka zasáhnout, ale jednou ranou srazí strom!

Datel udělá asi 12 tisíc ran hlavou denně, aniž by si způsobil nějakou újmu! Tento úžasný fakt se vzpíral jakémukoli vysvětlení, protože to vytváří přetížení 1000krát větší než při volném pádu. Bylo zjištěno, že některé druhy datlů jsou v procesu sekání stromové kůry schopny pohybovat zobákem rychlostí téměř 25 km/h! Zároveň je jeho hlava odhozena zpět s obrovským negativním zrychlením, které je více než dvakrát větší, než jaké zažívají astronauti při startu! Nedávno byla skupina vědců z Číny schopna odpovědět na otázku: „Proč datla nebolí hlava?

Ukazuje se, že datel má několik jedinečných schopností a zajímavou stavbu hlavy.


Dva američtí vědci, Ivan Schwob z Kalifornské univerzity v Davisu a Philip May z Kalifornské univerzity v Los Angeles, kteří v roce 2006 za tento objev obdrželi Ignobelovu cenu, dokázali zcela rozluštit mechanismus ochrany Datelova hlava od „objevů, které zprvu vyvolávají pouze smích, a pak vás nutí přemýšlet“ ve světě vědy není tato cena o nic méně populární než Nobelova cena). Biologové tento mechanismus studovali na příkladu datel zlatočelý (Melanerpes aurifrons), který žije v lesích Spojených států, ale domnívají se, že takový bezpečnostní systém je zjevně charakteristický pro všechny zástupce datelů (Piciformes).

Proč tedy datel nedostane otřes mozku? Zaprvé proto, že jeho supertvrdý zobák naráží do trupu přísně kolmo k jeho povrchu, neohýbá se ani nevibruje nárazem. To je zajištěno koordinovanou prací krčních svalů - při „čipování“ jsou aktivní pouze svaly, které jsou zodpovědné za pohyb hlavy tam a zpět, a ty, které provádějí laterální pohyby krku, jsou neaktivní. To znamená, že datel se fyzicky nemůže odchýlit od zvoleného kurzu.
Ptačí lebku od mozku navíc odděluje jen tenká vrstva nitrolební tekutiny, která vibracím neumožňuje získat dostatečnou sílu k nebezpečnému působení na mozek. Tato kapalina je navíc značně viskózní, takže okamžitě uhasí všechny vlny vznikající při dopadu, které mohou poškodit nejdůležitější nervové centrum.

Při ochraně mozku před otřesy je také důležitá jazylka, nejdůležitější prvek hyoidní kosti ptáků, která je sama o sobě více chrupavkou než skutečná kostní tkáň. U datlů je extrémně vyvinutá, velmi rozsáhlá a rozšířená, nachází se nejen v hltanu (jako u savců), ale zasahuje i do nosohltanu, nejprve ovíjí lebku. To znamená, že uvnitř lebky tohoto ptáka je další elastický tlumič nárazů.

Navíc, jak prokázala studie vnitřní stavby lebečních kostí datla, téměř všechny obsahují houbovitou porézní tkáň, která je dalším tlumičem nárazů. V tomto ohledu je lebka datla podobná spíše kuřeti než lebkě dospělého ptáka (u kterého je podíl houbovité hmoty v kostech extrémně malý). Takže ty vibrace, které nemohly být „tlumeny“ lebeční tekutinou a jazylkou, jsou „uklidněny“ houbovitou hmotou kostí.

Kromě toho má datel také jakýsi „bezpečnostní pás“ pro oči – při zásahu spadne třetí oční víčko (nictitující membrána) přes oko tohoto ptáka, aby chránil oční bulvu před vibracemi a zabránil odchlípení sítnice. Takže vize datlů, navzdory jejich „dutému“ životnímu stylu, je vždy v pořádku.

A samozřejmě, aby se všechny tyto bezpečnostní systémy vešly do lebky, museli datli výrazně zmenšit povrch svého mozku. Tím se však nestali hloupějšími než ostatní ptáci - naopak, datel je velmi chytrý a má poměrně složité teritoriální a hnízdní chování. Faktem je, že na rozdíl od savců se u ptáků procesy vyšší racionální aktivity vůbec nevyskytují v mozkové kůře, ale v podložních striatálních tělíscích a vrstvě zvané hyperstriatum. A tyto části mozku zpočátku nezabírají příliš velkou plochu, protože neurony v nich jsou poměrně hustě napěchované. Datel si proto může snadno zmenšit mozek, aniž by poškodil jeho inteligenci.

Co tedy může tento chytrý pták naučit lidi? Ano, alespoň jak vyvinout dokonalé konstrukce odolné proti nárazům. Podobnou práci nedávno provedli američtí vědci z Bioengineering Laboratory na univerzitě v Berkeley. Pečlivé studium časosběrných videozáznamů datlů při sekání a dat z tomografie jim umožnilo vyvinout systém umělého tlumení (tj. bezpečnostní) podobný systému datlů.

Roli supertvrdého zobáku v umělém tlumiči může plnit odolný vnější plášť – například ocelový nebo titanový. Funkci intrakraniální tekutiny u tohoto zařízení přebírá druhá, vnitřní vrstva kovu, oddělená od vnější, oceli, vrstvou elastickou. Pod ním je vrstva tvrdé, ale zároveň elastické gumy - analog hyoidu. A „náhradou“ za houbovité struktury je vyplnit celý prázdný prostor pod touto gumou pevně zabalenými skleněnými kuličkami o velikosti asi jednoho milimetru. Bylo prokázáno, že velmi účinně „rozprašují“ energii nárazu a blokují přenos nebezpečných vibrací do nejcennější centrální části, kvůli které všechny tyto systémy existují – tedy do určitého „mozku“.

Takový tlumič může podle vývojářů chránit různé křehké struktury, například elektroniku, před silnými nárazy. Do takové skořepiny můžete umístit „černé skříňky“ letadel, palubní počítače lodí nebo ji použít při vývoji vystřelovacích zařízení nové generace. Je možné, že tuto skořepinu lze použít i v karoserii automobilu jako přídavný tlumič.

Po vytvoření miniaturního prototypu vědci provedli první testy tohoto pláště. Umístili ho do kulky a pomocí plynové pistole ho zastřelili do silného hliníkového plechu. Přetížení z nárazu dosáhlo 60 000 g, ale tlumič účinně chránil elektronickou náplň v něm ukrytou. To znamená, že tento systém funguje poměrně efektivně. Nyní vývojáři pracují na vytvoření stejného tlumiče ve větších velikostech.

Čínští vědci zkoumali ochranu datla před otřesy a vibracemi, což podle nich může pomoci vytvořit nové protišokové materiály a struktury použitelné v různých oblastech lidské činnosti. Inženýři ze Státní laboratoře strukturální analýzy pro průmyslová zařízení na univerzitě v Dalianu zjistili, že celé tělo datla funguje jako vynikající mechanismus tlumící nárazy a absorbující energii nárazu.

Pták kluje do stromu s velmi vysokou frekvencí (asi 25 Hz) a rychlostí (asi sedm metrů za sekundu), která je 1000krát větší než zemská gravitace. Vědci vytvořili speciální 3D počítačový model pomocí tomogramů, aby přesně pochopili, jak datel chrání svůj mozek před poškozením.

Vědci zjistili, že většinu energie nárazu akumuluje ptačí tělo (99,7 %) a pouze 0,3 % dopadá na hlavu datla. Část energie nárazu je absorbována ptačím zobákem a další část ptačí hyoidní kostí. A ta malá část energie, která stále dopadá na hlavu datla, se přeměňuje na teplo, což je důvod, proč se teplota mozku výrazně zvyšuje.

Pták je nucen dělat přestávky mezi klováním do stromu, aby tuto teplotu snížil.


Datel udělá asi 12 tisíc ran hlavou denně, aniž by si způsobil nějakou újmu! Tento úžasný fakt se vzpíral jakémukoli vysvětlení, protože to vytváří přetížení 1000krát větší než při volném pádu. Bylo zjištěno, že některé druhy datlů jsou v procesu sekání stromové kůry schopny pohybovat zobákem rychlostí téměř 21 km/h! Zároveň je jeho hlava odhozena zpět s obrovským negativním zrychlením, které je více než dvakrát větší, než jaké zažívají astronauti při startu! Nedávno byla skupina vědců z Číny schopna odpovědět na otázku: „Proč datla nebolí hlava? Ukazuje se, že datel má několik jedinečných schopností a zajímavou stavbu hlavy.

První věc, která chrání ptačí mozek před poškozením při intenzivním klepání, je to, že je pevně umístěn v lebce. Tím se zabrání střetu ptačího mozku s lebkou, která ji nezničí a ptákovi nezpůsobí žádnou bolest. Dalším trikem je struktura kostí lebky. Připomínají mozaiku, ve které se střídají tvrdé a měkké úlomky. Právě tyto měkké úlomky, jako pružiny, tlumí vibrace při stlačení. A hyoidní kost, která obepíná zadní část ptačí lebky, se vyrovnává se zbytkovými vibracemi. Jeho mechanismus účinku lze přirovnat k bezpečnostnímu pásu v autě.

Bylo prokázáno, že datel dělá velmi přesné údery a přitom je přesně směřuje po trajektorii ve tvaru šípu. To může výrazně snížit zatížení lebeční kosti při nárazu. Zobák datla je navíc navržen zvláštním způsobem. Spodní polovina zobáku je o 1,2 mm delší než horní. Právě tento zobák dává nejsilnější možnou ránu, s nejmenším zatížením lebeční kosti. Mozek ptáka není poškozen, protože spodní polovina zobáku přebírá veškerou zátěž nárazem, což znamená, že všechny vibrace směřují pouze do spodní části lebky, zatímco horní polovina, a tedy ptačí mozek, je před tím zcela chráněn. Ale to není jediný strukturální rys zobáku datla. Všichni ptáci mají zobák a kosti lebky, které jsou přímo spojené, ale datel je v tomto ohledu jedinečný. Mezi těmito dvěma částmi hlavy má datel speciální tkáň, která funguje jako jakýsi tlumič nárazů.
Všechny tyto triky umožňují datlovi získávat potravu z kmenů těch nejsilnějších stromů naprosto bezpečně a hlavně bezbolestně. Ještě jedna věc stojí za zmínku zajímavá vlastnost tohoto jedinečného ptáka. Datel má velmi dlouhý jazyk (někdy dosahující velikosti samotného ptáka), který je navíc velmi lepkavý. Právě on pomáhá datlovi dostat kůrovce z nejtenčích a nejhlubších štěrbin stromů.