一只雄性啄木鸟
人们通常认为啄木鸟头部的海绵状骨头可以为大脑提供缓冲，使其免受冲击，但事实上，它们的头骨像锤子一样坚硬。新的研究表明，啄木鸟的头骨并不是用来缓冲撞击的，而是用来更有力、更有效地撞击木头的。
为了交流、寻找食物或筑巢，啄木鸟会用喙敲打树干。鸟类大脑和喙之间的海绵状骨头曾被认为可以缓冲大脑受到的反复冲击。但比利时安特卫普大学的Sam Van Wassenbergh说，这种组织实际上可以帮助它们以最小的能量消耗快速而深入地敲击，就像一把精心设计的锤子。
“我们有一种感觉，这种减震理论没有任何意义。”他说，“带有减震功能的锤子就是一把坏锤子。”
Van Wassenbergh和同事分析了109个高速拍摄的视频，这些视频记录了6种圈养的啄木鸟敲打木头的过程，包括两只黑啄木鸟、两只北美黑啄木鸟和两只大斑啄木鸟。
他们发现，在鸟喙撞击木头后的几毫秒内，鸟的眼睛和头部的移动速度与鸟喙基本相同，这意味着眼睛前方的海绵骨既没有被压缩也没有吸收撞击的影响。
随后，该团队创建了啄木鸟的数字模型，以测试如果海绵骨受到冲击会发生什么。Van Wassenbergh说，虽然缓冲能减少大脑受到的冲击，但这也意味着鸟类的喙不能深入到树木里。事实上，为了更深入地撞击树木，鸟儿们将不得不更加努力地击打树木，这实际上抵消了减震的任何好处。
尽管没有减震功能，但研究小组发现，鸟类的大脑并没有脑震荡的风险，因为冲击力还不够强。啄木鸟大脑位于充满液体的头骨内，考虑到其大小和重量，只有当它们以正常速度的两倍，或当它们撞击的表面硬度是天然木材的4倍时，大脑才会受到损伤。
“一个较小的生物体能够承受这些巨大的力量是很正常的。”Van Wassenbergh说。他把这与苍蝇在更大力量下撞击窗户做了比较，“它们只是会起飞，然后再次飞行”。
他说，“海绵状骨”一词并不意味着骨头柔软或可以压缩。相反，这表明骨骼是多孔的，重量很轻——这对飞行的鸟类来说至关重要。“骨骼的强度刚刚好，足以发挥它所需要的功能。”
相关论文7月14日发表于《当代生物学》。
（李木子）
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.05.052
