Bakit walang sakit sa ulo ang kalapati? Natuklasan ng mga siyentipiko kung bakit hindi sumasakit ang ulo ng mga woodpecker

Ang mga tao ay pinahirapan ng isang misteryo sa loob ng maraming siglo: paano hindi nababaliw ang mga woodpecker, na nagmamartilyo ng mga puno sa buong araw? At ngayon ang mga siyentipiko ay sa wakas ay natukoy ang mekanismo ng proteksyon ng utak sa mga ito kamangha-manghang mga ibon. Magagamit ba ang pagtuklas na ito upang lumikha ng mga kagamitang pangkaligtasan para sa mga tao - halimbawa, sa disenyo ng mga sasakyan?

Ang woodpecker, sa katunayan, ay hindi kailanman naghihirap mula sa sakit ng ulo. At hindi rin siya nakakakuha ng concussions. Sa loob ng mahabang panahon, hindi maintindihan ng mga siyentipiko kung paano siya nagtagumpay. Pagkatapos ng lahat, ito ay itinatag na ang isang woodpecker ay namamartilyo ng isang matigas na ibabaw sa bilis na 20 suntok bawat segundo, na nagbibigay ng puwersa na 1.2 libong beses na mas malaki kaysa sa gravitational force ng Earth. Para sa paghahambing, ito ay katumbas ng lakas ng epekto sa ibabaw ng Earth ng isang jet plane na bumagsak dito sa buong bilis. Wala sa mga tao ang nakaligtas sa gayong kakila-kilabot na dagok. Ngunit walang pakialam ang woodpecker, araw-araw ay kusang inilalantad niya ang kanyang sarili sa mga napakalaking labis na karga na ito at walang nangyari - siya ay buhay, malusog at masayahin.

Sa kauna-unahang pagkakataon, dalawang Amerikanong siyentipiko, sina Ivan Schwob mula sa Unibersidad ng California sa Davis at Philip May mula sa Unibersidad ng California sa Los Angeles, na noong 2006 ay nakatanggap ng Ignobel Prize para sa pagtuklas na ito, ay ganap na natukoy ang mekanismo para sa pagprotekta ang ulo ng woodpecker mula sa pag-iling "mga pagtuklas na sa una ay nagdudulot lamang ng pagtawa, at pagkatapos ay iniisip mo" sa mundo ng agham, ang premyong ito ay hindi gaanong sikat kaysa sa Nobel Prize). Pinag-aralan ng mga biologist ang mekanismong ito gamit ang halimbawa ng golden-fronted woodpecker (Melanerpes aurifrons), na nakatira sa kagubatan ng Estados Unidos, ngunit naniniwala na ang ganitong sistema ng seguridad ay tila katangian ng lahat ng mga kinatawan ng woodpeckers (Piciformes).

Bilang karagdagan, isang manipis na layer lamang ng intracranial fluid ang naghihiwalay sa bungo ng ibon mula sa utak nito, na hindi nagpapahintulot sa mga vibrations na makakuha ng sapat na lakas upang magkaroon ng isang mapanganib na epekto sa utak. Bilang karagdagan, ang likidong ito ay medyo malapot, kaya agad nitong pinapatay ang lahat ng mga alon na nagmumula sa epekto na maaaring makapinsala sa pinakamahalagang sentro ng nerbiyos.

Mahalaga rin sa pagprotekta sa utak mula sa concussions ay ang hyoid, ang pinakamahalagang elemento ng hyoid bone ng mga ibon, na kung saan mismo ay mas cartilage kaysa sa tunay na bone tissue. Sa mga woodpecker ito ay lubos na binuo, napakalawak at pinalawak, na matatagpuan hindi lamang sa pharynx (tulad ng sa mga mammal), ngunit umaabot din sa nasopharynx, na unang bumabalot sa bungo. Iyon ay, sa loob ng bungo ng ibong ito ay mayroong karagdagang nababanat na shock absorber.

Bilang karagdagan, tulad ng ipinakita ng isang pag-aaral ng panloob na istraktura ng cranial bones ng woodpecker, halos lahat ng mga ito ay naglalaman ng spongy porous tissue, na isang karagdagang shock absorber. Sa bagay na ito, ang bungo ng woodpecker ay mas katulad ng sa isang sisiw kaysa sa isang may sapat na gulang na ibon (na may napakaliit na proporsyon ng spongy matter sa mga buto nito). Kaya't ang mga panginginig ng boses na hindi maaaring "mabasa" ng cranial fluid at hyoid ay "pinatahimik" ng spongy substance ng mga buto.

Bilang karagdagan, ang woodpecker ay may isang uri ng "safety belt" para sa mga mata - sa panahon ng isang strike, ang ikatlong eyelid (nictitating membrane) ay bumabagsak sa mata ng ibon upang maprotektahan ang eyeball mula sa panginginig ng boses at maiwasan ang retinal detachment. Kaya't ang pananaw ng mga woodpecker, sa kabila ng kanilang "mabigat" na pamumuhay, ay palaging maayos.

At, siyempre, upang magkasya ang lahat ng mga sistema ng seguridad na ito sa bungo, ang mga woodpecker ay kailangang makabuluhang bawasan ang ibabaw ng kanilang utak. Gayunpaman, hindi ito gumawa sa kanila ng anumang dumber kaysa sa iba pang mga ibon - sa kabaligtaran, ang woodpecker ay napakatalino at may medyo kumplikadong pag-uugali sa teritoryo at nesting. Ang katotohanan ay, hindi katulad ng mga mammal, sa mga ibon ang mga proseso ng mas mataas na rasyonal na aktibidad ay hindi nangyayari sa cerebral cortex, ngunit sa pinagbabatayan na striatal corpuscles at isang layer na tinatawag na hyperstriatum. At ang mga bahaging ito ng utak sa una ay hindi sumasakop sa isang napakalaking lugar, dahil ang mga neuron sa kanila ay medyo makapal na nakaimpake. Samakatuwid, ang isang woodpecker ay madaling paliitin ang kanyang utak nang hindi nakompromiso ang kanyang katalinuhan.

So, bakit ganito matalinong ibon makapagtuturo sa mga tao? Oo, hindi bababa sa kung paano bumuo ng perpektong shockproof na mga istraktura. Katulad na gawain kamakailan na ginawa ng mga Amerikanong siyentipiko mula sa Bioengineering Laboratory sa Unibersidad ng Berkeley. Ang maingat na pag-aaral ng slow-motion na video footage ng data ng "slotting" at tomography ng mga woodpecker ay nagbigay-daan sa kanila na bumuo ng isang artipisyal na pamamasa (iyon ay, pagtiyak ng kaligtasan) na sistema na katulad ng "sistema ng kaligtasan" ng mga woodpecker.

Ang papel ng isang napakatigas na tuka sa isang artipisyal na damper ay maaaring i-play ng isang matibay na panlabas na shell - halimbawa, bakal o titanium. Ang pag-andar ng intracranial fluid sa device na ito ay kinukuha ng pangalawang, panloob na layer ng metal, na pinaghihiwalay mula sa panlabas, bakal, ng isang nababanat na layer. Sa ilalim nito ay may isang layer ng matigas at sa parehong oras nababanat goma - isang analogue ng hyoid. At ang "kapalit" para sa mga espongha na istruktura ay upang punan ang buong walang laman na volume sa ilalim ng gomang ito na may mahigpit na nakaimpake na mga kuwintas na salamin na halos isang milimetro ang laki. Napatunayan na sila ay napaka-epektibong "nag-spray" ng enerhiya ng epekto at hinaharangan ang paghahatid ng mga mapanganib na panginginig ng boses sa pinakamahalagang gitnang bahagi, para sa kapakanan kung saan umiiral ang lahat ng mga sistemang ito - iyon ay, sa isang tiyak na "utak".

Ang nasabing damper, ayon sa mga developer, ay maaaring maprotektahan ang iba't ibang mga marupok na istruktura (halimbawa, electronics) mula sa malalakas na epekto. Maaari kang maglagay ng "mga itim na kahon" ng sasakyang panghimpapawid, mga on-board na computer ng mga barko sa naturang shell, o gamitin ito sa pagbuo ng mga bagong henerasyong ejection device. Posible na ang shell na ito ay maaari ding gamitin sa katawan ng kotse bilang karagdagang damper.

Pagkatapos lumikha ng isang miniature prototype, ang mga mananaliksik ay nagsagawa ng mga unang pagsubok ng shell na ito. Inilagay nila ito sa isang bala na pinaputok mula sa isang gas gun patungo sa isang makapal na piraso ng aluminyo. Ang labis na karga mula sa epekto ay umabot sa 60,000 g, ngunit ang damper ay epektibong naprotektahan ang elektronikong pagpuno na nakatago dito. Ibig sabihin, ang sistemang ito gumagana nang lubos na epektibo. Ngayon ang mga developer ay nagtatrabaho sa paggawa ng parehong damper sa mas malalaking sukat.

Kaya, tulad ng nakikita mo, ang sangkatauhan ay maraming matututunan mula sa mga woodpecker. Halimbawa, kung paano sumuntok sa pader gamit ang iyong ulo at manatiling buhay at hindi mabaliw...

Anton Evseev

Ang mga tao, maaaring sabihin ng isang tao, ay pinahirapan ng isang misteryo sa loob ng maraming siglo: paano hindi nababaliw ang mga woodpecker, na nagmamartilyo ng mga puno sa buong araw? At ngayon, sa wakas ay natukoy na ng mga siyentipiko ang mekanismo ng proteksyon ng utak sa mga kamangha-manghang ibon na ito. Magagamit ba ang pagtuklas na ito upang lumikha ng mga kagamitang pangkaligtasan para sa mga tao - halimbawa, sa disenyo ng mga sasakyan?

Ang woodpecker, sa katunayan, ay tila hindi kailanman naghihirap mula sa sakit ng ulo. At hindi rin siya nakakakuha ng concussions. Sa loob ng mahabang panahon, hindi maintindihan ng mga siyentipiko kung paano siya nagtagumpay. Pagkatapos ng lahat, ito ay itinatag na ang isang woodpecker ay namamartilyo ng isang matigas na ibabaw sa bilis na 20 suntok bawat segundo, na nagbibigay ng puwersa na 1.2 libong beses na mas malaki kaysa sa gravitational force ng Earth. Para sa paghahambing, ito ay katumbas ng lakas ng epekto sa ibabaw ng Earth ng isang jet plane na bumagsak dito sa buong bilis. Wala sa mga tao ang nakaligtas sa gayong kakila-kilabot na dagok. Ngunit walang pakialam ang woodpecker, araw-araw ay kusang inilalantad niya ang kanyang sarili sa mga napakalaking labis na karga na ito at walang nangyari - siya ay buhay, malusog at masayahin.

Sa kauna-unahang pagkakataon, dalawang Amerikanong siyentipiko, sina Ivan Schwob mula sa Unibersidad ng California sa Davis at Philip May mula sa Unibersidad ng California sa Los Angeles, na noong 2006 ay nakatanggap ng Ignobel Prize para sa pagtuklas na ito, ay ganap na natukoy ang mekanismo para sa pagprotekta ang ulo ng woodpecker mula sa pag-iling "mga pagtuklas na sa una ay nagdudulot lamang ng pagtawa, at pagkatapos ay iniisip mo" sa mundo ng agham, ang premyong ito ay hindi gaanong sikat kaysa sa Nobel Prize). Pinag-aralan ng mga biologist ang mekanismong ito gamit ang halimbawa ng golden-fronted woodpecker ( Melanerpes aurifrons), na naninirahan sa mga kagubatan ng USA, gayunpaman, naniniwala sila na, tila, ang ganitong sistema ng seguridad ay katangian ng lahat ng mga kinatawan ng mga woodpecker ( Piciformes).

Bilang karagdagan, tulad ng ipinakita ng isang pag-aaral ng panloob na istraktura ng cranial bones ng woodpecker, halos lahat ng mga ito ay naglalaman ng spongy porous tissue, na isang karagdagang shock absorber. Sa bagay na ito, ang bungo ng woodpecker ay mas katulad ng sa isang sisiw kaysa sa isang adultong ibon (kung saan ang proporsyon ng spongy matter sa mga buto ay napakaliit). Kaya't ang mga panginginig ng boses na hindi maaaring "mabasa" ng cranial fluid at hyoid ay "pinatahimik" ng spongy substance ng mga buto.

Bilang karagdagan, ang woodpecker ay mayroon ding isang uri ng "safety belt" para sa mga mata - sa panahon ng isang strike, ang ikatlong eyelid (nictitating membrane) ay bumabagsak sa mata ng ibon na ito upang maprotektahan ang eyeball mula sa vibration at maiwasan ang retinal detachment. Kaya't ang pananaw ng mga woodpecker, sa kabila ng kanilang "mabigat" na pamumuhay, ay palaging maayos.

At, siyempre, upang magkasya ang lahat ng mga sistema ng seguridad na ito sa bungo, ang mga woodpecker ay kailangang makabuluhang bawasan ang ibabaw ng kanilang utak. Gayunpaman, hindi nito ginawa silang mas bobo kaysa sa iba pang mga ibon - sa kabaligtaran, ang woodpecker ay napakatalino at may medyo kumplikadong pag-uugali sa teritoryo at nesting. Ang katotohanan ay, hindi katulad ng mga mammal, sa mga ibon ang mga proseso ng mas mataas na rasyonal na aktibidad ay hindi nangyayari sa cerebral cortex, ngunit sa pinagbabatayan na striatal corpuscles at isang layer na tinatawag na hyperstriatum. At ang mga bahaging ito ng utak sa una ay hindi sumasakop sa isang napakalaking lugar, dahil ang mga neuron sa kanila ay medyo makapal na nakaimpake. Samakatuwid, ang isang woodpecker ay madaling paliitin ang kanyang utak nang hindi nakakapinsala sa kanyang katalinuhan.

Kaya, ano ang maituturo ng matalinong ibong ito sa mga tao? Oo, hindi bababa sa kung paano bumuo ng perpektong shockproof na mga istraktura. Ang katulad na gawain ay ginawa kamakailan ng mga Amerikanong siyentipiko mula sa Bioengineering Laboratory sa Unibersidad ng Berkeley. Ang maingat na pag-aaral ng time-lapse video footage ng data ng "slotting" at tomography ng mga woodpecker ay nagbigay-daan sa kanila na bumuo ng isang artipisyal na pamamasa (iyon ay, kaligtasan) na sistema na katulad ng sa mga woodpecker.

Ang papel ng isang napakatigas na tuka sa isang artipisyal na damper ay maaaring i-play ng isang matibay na panlabas na shell - halimbawa, bakal o titanium. Ang pag-andar ng intracranial fluid sa device na ito ay kinukuha ng pangalawang, panloob na layer ng metal, na pinaghihiwalay mula sa panlabas, bakal, ng isang nababanat na layer. Sa ilalim nito ay may isang layer ng matigas, ngunit sa parehong oras nababanat goma - isang analogue ng hyoid. At ang "kapalit" para sa mga espongha na istruktura ay upang punan ang buong walang laman na volume sa ilalim ng gomang ito na may mahigpit na nakaimpake na mga kuwintas na salamin na halos isang milimetro ang laki. Napatunayan na napakabisa nilang "pag-spray" ng enerhiya ng epekto at hinaharangan ang paghahatid ng mga mapanganib na panginginig ng boses sa pinakamahalagang gitnang bahagi, para sa kapakanan kung saan umiiral ang lahat ng mga sistemang ito - iyon ay, isang tiyak na "utak".

Ang nasabing damper, ayon sa mga developer, ay maaaring maprotektahan ang iba't ibang mga marupok na istruktura, halimbawa, electronics, mula sa malakas na epekto. Posibleng maglagay ng "mga itim na kahon" ng sasakyang panghimpapawid, mga on-board na computer ng mga barko sa naturang shell, o gamitin ito sa pagbuo ng mga bagong henerasyong ejection device. Posible na ang shell na ito ay maaari ding gamitin sa katawan ng kotse bilang karagdagang damper.

Pagkatapos lumikha ng isang miniature prototype, ang mga mananaliksik ay nagsagawa ng mga unang pagsubok ng shell na ito. Inilagay nila ito sa isang bala at ginamit ang isang gas gun upang barilin ito sa isang makapal na piraso ng aluminyo. Ang labis na karga mula sa epekto ay umabot sa 60,000 g, ngunit ang damper ay epektibong naprotektahan ang elektronikong pagpuno na nakatago dito. Nangangahulugan ito na ang sistemang ito ay gumagana nang lubos. Ngayon ang mga developer ay nagtatrabaho sa paggawa ng parehong damper sa mas malalaking sukat.

Sa halip na paunang salita, narito ang isang anekdota: kung sawa ka na sa orasan ng kuku, ibaling mo ito sa dingding at magkakaroon ka ng orasan ng kalakay :)

Ang isang woodpecker ay gumagawa ng halos 12 libong suntok sa ulo sa isang araw, nang hindi nagdudulot ng anumang pinsala sa sarili nito! Ito kamangha-manghang katotohanan lumaban sa anumang paliwanag, dahil lumilikha ito ng labis na karga ng isang libong beses na mas malaki kaysa sa libreng pagkahulog.

Ito ay itinatag na ang ilang mga species ng woodpeckers, sa proseso ng pagpapait ng balat ng puno, ay may kakayahang ilipat ang kanilang mga tuka sa bilis na halos 25 km / h! Kasabay nito, ang kanyang ulo ay itinapon pabalik sa isang malaking negatibong acceleration, na higit sa dalawang beses na mas malaki kaysa sa kung ano ang nararanasan ng mga astronaut sa paglulunsad! Kamakailan lang, isang grupo ng mga scientist mula sa China ang nakasagot sa tanong na BAKIT WALANG ULO ANG WOODPECKER?

Ito ay lumiliko na ang woodpecker ay may ilang mga natatanging kakayahan at isang kawili-wiling istraktura ng ulo.

Pinag-aralan ng mga biologist ang mekanismong ito gamit ang halimbawa ng golden-fronted woodpecker (Melanerpes aurifrons), na nakatira sa kagubatan ng Estados Unidos, ngunit naniniwala na, tila, ang ganitong sistema ng seguridad ay katangian ng lahat ng mga kinatawan ng mga woodpecker (Piciformes).

Kaya bakit hindi nakakakuha ng concussion ang isang woodpecker?

Una, dahil ang napakatigas nitong tuka ay tumama sa puno ng kahoy na mahigpit na patayo sa ibabaw ng huli, hindi yumuko o nag-vibrate mula sa epekto.

Ito ay tinitiyak ng coordinated na gawain ng mga kalamnan ng leeg - sa panahon ng "chipping" na trabaho, ang mga kalamnan lamang na responsable para sa paglipat ng ulo pabalik-balik ay aktibo, at ang mga nagsasagawa ng mga lateral na paggalaw ng leeg ay hindi aktibo.

Ibig sabihin, pisikal na hindi maaaring lumihis ang woodpecker sa napiling kurso.

Ang bungo ng ibong ito at ang utak nito ay pinaghihiwalay lamang ng isang manipis na layer ng intracranial fluid, na hindi nagpapahintulot sa mga vibrations na makakuha ng sapat na lakas upang magkaroon ng mapanganib na epekto sa utak. Bilang karagdagan, ang likidong ito ay medyo malapot, kaya agad nitong pinapatay ang lahat ng mga alon na nagmumula sa epekto na maaaring makapinsala sa pinakamahalagang sentro ng nerbiyos.

Tulad ng ipinakita ng isang pag-aaral ng panloob na istraktura ng cranial bones ng woodpecker, halos lahat ng mga ito ay naglalaman ng spongy porous tissue, na isang karagdagang shock absorber. Sa bagay na ito, ang bungo ng woodpecker ay mas katulad ng sa isang sisiw kaysa sa isang adultong ibon (kung saan ang proporsyon ng spongy matter sa mga buto ay napakaliit). Kaya't ang mga panginginig ng boses na hindi maaaring "mabasa" ng cranial fluid at hyoid ay "pinatahimik" ng spongy substance ng mga buto.

Ang woodpecker ay mayroon ding isang uri ng "safety belt" para sa mga mata - sa panahon ng isang strike, ang ikatlong eyelid (nictitating membrane) ay bumabagsak sa mata ng ibon na ito upang maprotektahan ang eyeball mula sa panginginig ng boses at maiwasan ang retinal detachment. Kaya't ang pananaw ng mga woodpecker, sa kabila ng kanilang "mabigat" na pamumuhay, ay palaging maayos.

Ang katotohanan ay, hindi katulad ng mga mammal, sa mga ibon ang mga proseso ng mas mataas na rasyonal na aktibidad ay hindi nangyayari sa cerebral cortex, ngunit sa pinagbabatayan na striatal corpuscles at isang layer na tinatawag na hyperstriatum. At ang mga bahaging ito ng utak sa una ay hindi sumasakop sa isang napakalaking lugar, dahil ang mga neuron sa kanila ay medyo makapal na nakaimpake. Samakatuwid, ang isang woodpecker ay madaling paliitin ang kanyang utak nang hindi nakakapinsala sa kanyang katalinuhan.

Sa ilalim nito ay may isang layer ng matigas, ngunit sa parehong oras nababanat goma - isang analogue ng hyoid. At ang "kapalit" para sa mga espongha na istruktura ay upang punan ang buong walang laman na volume sa ilalim ng gomang ito na may mahigpit na nakaimpake na mga kuwintas na salamin na halos isang milimetro ang laki. Napatunayan na napakabisa nilang "pag-spray" ng enerhiya ng epekto at hinaharangan ang paghahatid ng mga mapanganib na panginginig ng boses sa pinakamahalagang gitnang bahagi, para sa kapakanan kung saan umiiral ang lahat ng mga sistemang ito - iyon ay, isang tiyak na "utak".

Ang labis na karga mula sa epekto ay umabot sa 60,000 g, ngunit ang damper ay epektibong naprotektahan ang elektronikong pagpuno na nakatago dito. Nangangahulugan ito na ang sistemang ito ay gumagana nang lubos. Ngayon ang mga developer ay nagtatrabaho sa paggawa ng parehong damper sa mas malalaking sukat.

Mga inhinyero ng State Laboratory of Structural Analysis para sa Kagamitang Pang industriya Natuklasan ng Dalian University na gumagana ang buong katawan ng woodpecker bilang isang mahusay na mekanismo na hindi tinatablan ng shock, na sumisipsip ng impact energy.

Ang ibon ay tumutusok sa isang puno na may napakataas na frequency (mga 25 hertz) at bilis (mga 7 metro bawat segundo), na 1000 beses na mas malaki kaysa sa gravity ng mundo. Gumawa ang mga siyentipiko ng isang espesyal na modelo ng 3D computer gamit ang tomogram upang maunawaan nang eksakto kung paano pinoprotektahan ng woodpecker ang utak nito mula sa pinsala.

Napag-alaman nila na karamihan sa impact energy ay naipon ng katawan ng ibon (99.7%) at 0.3% lang ang nahuhulog sa ulo ng woodpecker. Ang bahagi ng impact energy ay sinisipsip ng tuka ng ibon, at ang isa pang bahagi ng hyoid bone ng ibon.

At ang maliit na bahagi ng enerhiyang iyon na bumabagsak pa rin sa ulo ng woodpecker ay na-convert sa init, kaya naman ang temperatura ng utak ay tumataas nang husto. Ang ibon ay napipilitang magpahinga sa pagitan ng pagtusok sa puno upang mabawasan ang temperaturang ito.

Sa konklusyon, isa pang biro :)
Tinawid ng mga siyentipiko ang isang elepante at isang woodpecker. Hindi matamaan ng big-nosed gouger ang surot, ngunit natumba niya ang isang puno sa isang suntok!

Ang isang woodpecker ay gumagawa ng halos 12 libong suntok sa ulo sa isang araw, nang hindi nagdudulot ng anumang pinsala sa sarili nito! Ang kamangha-manghang katotohanang ito ay sumalungat sa anumang paliwanag, dahil lumilikha ito ng labis na karga ng 1 libong beses na mas malaki kaysa sa panahon ng libreng pagkahulog. Ito ay itinatag na ang ilang mga species ng woodpeckers, sa proseso ng pagpapait ng balat ng puno, ay may kakayahang ilipat ang kanilang mga tuka sa bilis na halos 25 km / h! Kasabay nito, ang kanyang ulo ay itinapon pabalik sa isang malaking negatibong acceleration, na higit sa dalawang beses na mas malaki kaysa sa kung ano ang nararanasan ng mga astronaut sa paglulunsad! Kamakailan lamang, isang grupo ng mga siyentipiko mula sa Tsina ang nakasagot sa tanong na: "Bakit walang sakit ng ulo ang isang woodpecker?"

Ito ay lumiliko na ang woodpecker ay may ilang mga natatanging kakayahan at isang kawili-wiling istraktura ng ulo.

Sa kauna-unahang pagkakataon, dalawang Amerikanong siyentipiko, sina Ivan Schwob mula sa Unibersidad ng California sa Davis at Philip May mula sa Unibersidad ng California sa Los Angeles, na noong 2006 ay nakatanggap ng Ignobel Prize para sa pagtuklas na ito, ay ganap na natukoy ang mekanismo para sa pagprotekta ang ulo ng woodpecker mula sa pag-iling "mga pagtuklas na sa una ay nagdudulot lamang ng pagtawa, at pagkatapos ay iniisip mo" sa mundo ng agham, ang premyong ito ay hindi gaanong sikat kaysa sa Nobel Prize). Pinag-aralan ng mga biologist ang mekanismong ito gamit ang halimbawa ng golden-fronted woodpecker (Melanerpes aurifrons), na nakatira sa kagubatan ng Estados Unidos, ngunit naniniwala na, tila, ang ganitong sistema ng seguridad ay katangian ng lahat ng mga kinatawan ng mga woodpecker (Piciformes).

Kaya bakit hindi nakakakuha ng concussion ang isang woodpecker? Una, dahil ang napakatigas nitong tuka ay tumama sa puno ng kahoy na mahigpit na patayo sa ibabaw ng huli, hindi yumuko o nag-vibrate mula sa epekto. Ito ay tinitiyak ng coordinated na gawain ng mga kalamnan ng leeg - sa panahon ng "chipping" na trabaho, ang mga kalamnan lamang na responsable para sa paglipat ng ulo pabalik-balik ay aktibo, at ang mga nagsasagawa ng mga lateral na paggalaw ng leeg ay hindi aktibo. Ibig sabihin, pisikal na hindi maaaring lumihis ang woodpecker sa napiling kurso.
Bilang karagdagan, isang manipis na layer lamang ng intracranial fluid ang naghihiwalay sa bungo ng ibon mula sa utak nito, na hindi nagpapahintulot sa mga vibrations na makakuha ng sapat na lakas upang magkaroon ng isang mapanganib na epekto sa utak. Bilang karagdagan, ang likidong ito ay medyo malapot, kaya agad nitong pinapatay ang lahat ng mga alon na nagmumula sa epekto na maaaring makapinsala sa pinakamahalagang sentro ng nerbiyos.

Bilang karagdagan, tulad ng ipinakita ng isang pag-aaral ng panloob na istraktura ng cranial bones ng woodpecker, halos lahat ng mga ito ay naglalaman ng spongy porous tissue, na isang karagdagang shock absorber. Sa bagay na ito, ang bungo ng woodpecker ay mas katulad ng sa isang sisiw kaysa sa isang adultong ibon (kung saan ang proporsyon ng spongy matter sa mga buto ay napakaliit). Kaya't ang mga panginginig ng boses na hindi maaaring "mabasa" ng cranial fluid at hyoid ay "pinatahimik" ng spongy substance ng mga buto.

At, siyempre, upang magkasya ang lahat ng mga sistema ng seguridad na ito sa bungo, ang mga woodpecker ay kailangang makabuluhang bawasan ang ibabaw ng kanilang utak. Gayunpaman, hindi nito ginawa silang mas bobo kaysa sa iba pang mga ibon - sa kabaligtaran, ang woodpecker ay napakatalino at may medyo kumplikadong pag-uugali sa teritoryo at nesting. Ang katotohanan ay, hindi katulad ng mga mammal, sa mga ibon ang mga proseso ng mas mataas na rasyonal na aktibidad ay hindi nangyayari sa cerebral cortex, ngunit sa pinagbabatayan na striatal corpuscles at isang layer na tinatawag na hyperstriatum. At ang mga bahaging ito ng utak sa una ay hindi sumasakop sa isang napakalaking lugar, dahil ang mga neuron sa kanila ay medyo makapal na nakaimpake. Samakatuwid, ang isang woodpecker ay madaling paliitin ang kanyang utak nang hindi nakakapinsala sa kanyang katalinuhan.

Kaya, ano ang maituturo ng matalinong ibong ito sa mga tao? Oo, hindi bababa sa kung paano bumuo ng perpektong shockproof na mga istraktura. Ang katulad na gawain ay ginawa kamakailan ng mga Amerikanong siyentipiko mula sa Bioengineering Laboratory sa Unibersidad ng Berkeley. Ang maingat na pag-aaral ng time-lapse video footage ng pag-uugali ng pag-chiselling ng mga woodpecker at data ng tomography ay nagbigay-daan sa kanila na bumuo ng isang artificial damping (ibig sabihin, kaligtasan) na sistema na katulad ng sa woodpeckers.

Ang papel ng isang napakatigas na tuka sa isang artipisyal na damper ay maaaring i-play ng isang matibay na panlabas na shell - halimbawa, bakal o titanium. Ang pag-andar ng intracranial fluid sa device na ito ay kinukuha ng pangalawang, panloob na layer ng metal, na pinaghihiwalay mula sa panlabas, bakal, ng isang nababanat na layer. Sa ilalim nito ay may isang layer ng matigas, ngunit sa parehong oras nababanat goma - isang analogue ng hyoid. At ang "kapalit" para sa mga espongha na istruktura ay upang punan ang buong walang laman na volume sa ilalim ng gomang ito na may mahigpit na nakaimpake na mga kuwintas na salamin na halos isang milimetro ang laki. Napatunayan na napakabisa nilang "pag-spray" ng enerhiya ng epekto at hinaharangan ang paghahatid ng mga mapanganib na panginginig ng boses sa pinakamahalagang gitnang bahagi, para sa kapakanan kung saan umiiral ang lahat ng mga sistemang ito - iyon ay, isang tiyak na "utak".

Ang nasabing damper, ayon sa mga developer, ay maaaring maprotektahan ang iba't ibang mga marupok na istruktura, halimbawa, electronics, mula sa malakas na epekto. Maaari kang maglagay ng "mga itim na kahon" ng sasakyang panghimpapawid, mga on-board na computer ng mga barko sa naturang shell, o gamitin ito sa pagbuo ng mga bagong henerasyong ejection device. Posible na ang shell na ito ay maaari ding gamitin sa katawan ng kotse bilang karagdagang damper.

Pinag-aralan ng mga Chinese scientist ang proteksyon ng woodpecker mula sa pagkabigla at panginginig ng boses, na, sa kanilang palagay, ay makakatulong sa paglikha ng mga bagong anti-shock na materyales at istruktura na magagamit sa iba't ibang larangan ng aktibidad ng tao. Natuklasan ng mga inhinyero sa State Laboratory of Structural Analysis para sa Industrial Equipment sa Dalian University na gumagana ang buong katawan ng woodpecker bilang isang mahusay na mekanismo na sumisipsip ng shock, na sumisipsip ng impact energy.

Ang ibon ay tumutusok sa isang puno na may napakataas na frequency (mga 25 Hertz) at bilis (mga pitong metro bawat segundo), na 1000 beses na mas malaki kaysa sa gravity ng mundo. Ang mga siyentipiko ay gumawa ng isang espesyal na 3D na modelo ng computer gamit ang mga tomogram upang maunawaan nang eksakto kung paano pinoprotektahan ng woodpecker ang utak nito mula sa pinsala.

Natuklasan ng mga siyentipiko na ang karamihan sa impact energy ay naipon ng katawan ng ibon (99.7%) at 0.3% lamang ang nahuhulog sa ulo ng woodpecker. Ang bahagi ng impact energy ay sinisipsip ng tuka ng ibon, at ang isa pang bahagi ng hyoid bone ng ibon. At ang maliit na bahagi ng enerhiyang iyon na bumabagsak pa rin sa ulo ng woodpecker ay na-convert sa init, kaya naman ang temperatura ng utak ay tumataas nang husto.

Ang ibon ay napipilitang magpahinga sa pagitan ng pagtusok sa puno upang mabawasan ang temperaturang ito.

Ang isang woodpecker ay gumagawa ng halos 12 libong suntok sa ulo sa isang araw, nang hindi nagdudulot ng anumang pinsala sa sarili nito! Ang kamangha-manghang katotohanang ito ay sumalungat sa anumang paliwanag, dahil lumilikha ito ng labis na karga ng 1 libong beses na mas malaki kaysa sa panahon ng libreng pagkahulog. Ito ay itinatag na ang ilang mga species ng woodpeckers, sa proseso ng pagpapait ng balat ng puno, ay may kakayahang ilipat ang kanilang mga tuka sa bilis na halos 21 km / h! Kasabay nito, ang kanyang ulo ay itinapon pabalik sa isang malaking negatibong acceleration, na higit sa dalawang beses na mas malaki kaysa sa kung ano ang nararanasan ng mga astronaut sa paglulunsad! Kamakailan lamang, isang grupo ng mga siyentipiko mula sa Tsina ang nakasagot sa tanong na: "Bakit walang sakit ng ulo ang isang woodpecker?" Ito ay lumiliko na ang woodpecker ay may ilang mga natatanging kakayahan at isang kawili-wiling istraktura ng ulo.

Ang unang bagay na nagpoprotekta sa utak ng isang ibon mula sa pinsala sa panahon ng matinding katok ay na ito ay mahigpit na nakalagay sa bungo. Pinipigilan nito ang utak ng ibon na bumangga sa bungo, na hindi sinisira at hindi nagdudulot ng anumang sakit sa ibon. Ang isa pang lansihin ay ang istraktura ng mga buto ng bungo. Ang mga ito ay kahawig ng isang mosaic kung saan ang matigas at malambot na mga fragment ay kahalili. Ang mga malalambot na fragment na ito, tulad ng mga bukal, ang nagpapahina sa mga panginginig ng boses sa panahon ng compression. At ang hyoid bone, na pumapalibot sa likod ng bungo ng ibon, ay nakayanan ang mga natitirang vibrations. Ang mekanismo ng pagkilos nito ay maihahambing sa isang seat belt sa isang kotse.

Ito ay napatunayan na ang woodpecker ay gumagawa ng napaka-tumpak na mga strike, habang idinidirekta ang mga ito nang tumpak sa isang hugis-arrow na tilapon. Ito ay maaaring makabuluhang bawasan ang pagkarga sa cranial bone sa pagtama. Bilang karagdagan, ang tuka ng woodpecker ay dinisenyo sa isang espesyal na paraan. Ang mas mababang kalahati ng tuka ay 1.2 mm na mas mahaba kaysa sa itaas. Ang tuka na ito ang nagbibigay ng pinakamalakas na posibleng suntok, na may pinakamaliit na dami ng load sa cranial bone. Ang utak ng ibon ay hindi nasira dahil sa ang katunayan na ang ibabang kalahati ng tuka ay tumatagal ng buong pagkarga mula sa epekto, na nangangahulugan na ang lahat ng panginginig ng boses ay napupunta lamang sa ibabang bahagi ng bungo, habang ang itaas na kalahati, at samakatuwid ay ang ibon. utak, ay ganap na protektado mula dito. Ngunit hindi lamang ito ang tampok na istruktura ng tuka ng woodpecker. Ang lahat ng mga ibon ay may tuka at mga buto ng bungo na direktang konektado, ngunit ang woodpecker ay natatangi sa bagay na ito. Sa pagitan ng dalawang bahaging ito ng ulo, ang woodpecker ay may espesyal na tissue na nagsisilbing isang uri ng shock absorber.
Ang lahat ng mga trick na ito ay nagpapahintulot sa woodpecker na makakuha ng pagkain mula sa mga putot ng pinakamalakas na puno nang ganap na ligtas, at pinaka-mahalaga, nang walang sakit. Isa pang bagay na dapat tandaan kawili-wiling tampok kakaibang ibong ito. Ang woodpecker ay may napakahabang dila (kung minsan ay umaabot sa laki ng mismong ibon), na napakadikit din. Siya ang tumutulong sa woodpecker na makakuha ng mga bark beetle mula sa pinakamanipis at pinakamalalim na siwang ng mga puno.