Почему у дятла не болит голова когда он стучит клювом о дерево

Дятел в день делает порядка 12 тыс. ударов головой, при этом, не нанося себе никакого вреда! Этот удивительный факт не поддавался никакому объяснению, ведь при этом создаётся перегрузка в 1 тысячу раз больше, чем при свободном падении. Установлено, что некоторые виды дятлов, в процессе долбления коры дерева, способны двигать клювом со скоростью почти 25 км/ч! При этом его голова отбрасывается назад с огромным отрицательным ускорением, которое более чем в два раза превышает то, которое космонавты испытывают при старте! Совсем недавно, группа учёных из Китая смогли ответить на вопрос: «Почему у дятла не болит голова?».

Оказывается, дятел обладает несколькими уникальными способностями, и интересным строением головы.

Впервые полностью расшифровать механизм предохранения головы дятла от сотрясения удалось двум американским ученым, Айвану Швобу из Калифорнийского университета в Дэвисе и Филиппу Мэю из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которые в 2006 году получили за это открытие Игнобелевскую премию (это премия, которую ученые получают за «открытия, вызывающие сначала лишь смех, а потом заставляющие задуматься»; в мире науки эта премия не менее популярна, чем Нобелевская). Биологи исследовали этот механизм на примере златолобого дятла (Melanerpes aurifrons), обитающего в лесах США, однако считают, что, видимо, такая система безопасности свойственна всем представителям дятлообразных (Piciformes).

Итак, почему же дятел не получает сотрясение мозга. Во-первых, потому, что его сверхтвердый клюв ударяет в ствол строго перпендикулярно поверхности последнего, не сгибается и не вибрирует от удара. Это обеспечивает скоординированная работа шейных мышц — при «долбительных» работах действуют лишь те мышцы, которые отвечают за движение головы вперед-назад, а те, которые осуществляют боковые движения шеи, бездействуют. То есть дятел чисто физически не может отклониться от выбранного курса.

Кроме того, черепную коробку этой птицы и ее мозг отделяет лишь тонкий слой внутричерепной жидкости, что не позволяет вибрациям набрать достаточно силы для опасного воздействия на мозг. Кроме того, эта жидкость довольно вязкая, поэтому сразу же гасит все возникающие от удара волны, способные повредить важнейший нервный центр.

Также важную роль в защите мозга от сотрясений играет гиоид — важнейший элемент подъязычной кости птиц, который сам по себе является скорее хрящом, чем настоящей костной тканью. У дятлов он чрезвычайно развит, весьма обширен и протяжен, располагается не только в глотке (как у млекопитающих), а заходит и в носоглотку, обернувшись перед этим вокруг черепа. То есть внутри черепной коробки у этой птицы имеется дополнительный упругий амортизатор.

Кроме того, как показало исследование внутреннего строения черепных костей дятла, почти все они содержат губчатую пористую ткань, которая является дополнительным амортизатором. В этом отношении череп дятла скорее похож на таковой у птенца, чем у взрослой птицы (у которой доля губчатого вещества в костях чрезвычайно мала). Так что те вибрации, которые не удалось «погасить» черепной жидкости и гиоиду, «успокаивает» губчатое вещество костей.

Кроме того, дятел имеет еще своеобразный «ремень безопасности» для глаз — во время удара третье веко (мигательная перепонка) опускается на глаз этой птицы, чтобы уберечь глазное яблоко от вибрации и не допустить отслоения сетчатки. Так что зрение у дятлов, несмотря на «долбительный» образ жизни, всегда в порядке.

Ну и, конечно, для того, чтобы в черепе поместились все эти системы безопасности, дятлам пришлось существенно сократить поверхность своего мозга. Однако глупее остальных птиц от этого они вовсе не стали — наоборот, дятел весьма умен и обладает достаточно сложным территориальным и гнездовым поведением. Дело в том, что, в отличие от млекопитающих, у птиц процессы высшей рассудочной деятельности происходят вовсе не в коре больших полушарий, а в лежащих под ней полосатых тельцах и слое, называемом гиперстриатум. А эти части мозга исходно занимают не очень большую площадь, потому что находящиеся в них нейроны достаточно плотно упакованы. Поэтому дятел может легко сжать свой мозг без ущерба своему интеллекту.

Итак, чему же эта умная птица может научить людей? Да хотя бы тому, как разрабатывать совершенные противоударные конструкции. Подобную работу недавно проделали американские ученые из Лаборатории биоинженерии Университета Беркли. Тщательное изучение замедленной видеосъемки «долбежки» и данных томографии дятлов позволило им разработать искусственную демпфирующую (то есть, обеспечивающую безопасность) систему, аналогичную таковой у дятлов.

Роль супертвердого клюва в искусственном демпфере может играть прочная внешняя оболочка — например, стальная или титановая. Функцию внутричерепной жидкости в данном устройстве берет на себя второй, внутренний слой металла, отделенный от внешнего, стального, эластичным слоем. Под ним находится слой твердой, но, в то же время эластичной резины — аналог гиоида. А «заменителем» губчатых структур является заполнение всего пустого объема под этой резиной плотно упакованными стеклянными шариками размерами около одного милиметра. Доказано, что они очень эффективно «распыляют» энергию удара и блокируют передачу опасных вибраций на самую ценную центральную часть, ради которой все эти системы и существуют — то есть некий «мозг».

Подобный демпфер, по мнению разработчиков, может защищать разные хрупкие конструкции, например, электронику, от сильных ударов. Можно помещать в такую оболочку «черные ящики» самолетов, бортовые компьютеры кораблей или использовать ее при разработке катапультирующихся устройств нового поколения. Не исключено, что эту оболочку можно также использовать в корпусе автомобиля как дополнительный демпфер.

После создания миниатюрного прототипа, исследователи провели первые испытания данной оболочки. Они поместили его в пулю и из газового ружья выстрелили ей в толстый лист алюминия. Перегрузка от удара достигла 60000 g, но демпфер эффективно защитил спрятанную в нем электронную начинку. Значит, данная система достаточно эффективно работает. Теперь разработчики трудятся над созданием такого же демпфера больших размеров.

Китайские ученые исследовали защиту дятла от ударов и вибрации, что по их мнению может помочь создать новые антиударные материалы и структуры, которые могут быть использованы в различных сферах деятельности человека. Инженеры государственной лаборатории структурного анализа для промышленного оборудования университета Далянь обнаружили, что все тело дятла работает, как отличный противоударный механизм, поглощая энергию воздействия.

Птица клюет дерево с очень большой частотой (порядка 25 Герц) и скоростью (около семи метров в секунду), что больше в 1000 раз земной силы тяжести. Ученые сдеалали специальную 3Д компьютерную модель, используя томограмму, чтобы понять как именно дятел защищает свой мозг от повреждения.

Ученые выяснили, что большая часть энергии удара аккумулируется телом птицы (99,7%) и только 0,3% приходится на голову дятла. Часть энергии удара принимает на себя клюв птицы, еще часть подъязычная кость птицы. А та небольшая часть энергии, которая все-таки приходится на голову дятла преобразуется в тепло, из-за чего температура головного мозга сильно увеличивается.

Птица вынуждена делать перерывы между клеванием дерева, для того чтобы снизить эту температуру.

Результаты исследования будут опубликованы в научном журнале Science China.

А вот бедного дятла аннигилировало !

А вот дятел против змеи:

А вот дятел психанул !

[источники]

источники

https://www.pravda.ru/science/eureka/discoveries/22-02-2011/1067527-melanerpesaurifrons-1/

Почему дятел не умирает от сотрясения мозга: китайские ученые нашли неожиданный ответ

https://lenta.ru/news/2011/10/27/wood/

А помните мы смотрели, как летает Дятел с пассажиром, а вот результат деятельности желудевого дятла. Вот тут еще мы выясняли Почему «безногая ласточка» спит в воздухе, а вот внезапная Синица — зомби и на самом деле Есть такая птица — казуар !

Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия – https://infoglaz.ru/?p=68645

Источник

Простыми словами

19 мая · 1,0 K

У дятлов очень специальное строение черепа, в котором существует просто огромная куча защитных механизмов, смягчающих удар (например, нижняя часть клюва длиннее верхней, энергия от удара передаётся не в череп, а в подвижную челюсть – уже легче). И непосредственно до мозга доходит лишь незначительная часть энергии.
Впрочем, нужно заметить, что влияние… Читать далее

У дятлов голова не болит?

к.б.н., орнитолог, старший научный сотрудник Зоологического музея МГУ

Адаптация к долблению потребовала от дятлов перестройки мышц шеи, смещения на нижнюю часть черепа затылочного мыщелка, отчего голова приобрела сходство с молотком, насаженным на тонкую «рукоятку».

Долотообразный клюв продолжает прямую линию основания черепа — таким образом, основная вибрация от ударов направлена ниже мозговой капсулы. Основание же клюва несколько «утоплено» в костях черепа и окружено костной губчатой тканью, амортизирующей удары и не дающей опасно сотрясаться всей черепной коробке.

Так что голова у дятла не болит.

Прочитать ещё 2 ответа

Почему у дятлов нет сотрясения мозга, когда они стучат по дереву клювом?

Дятел имеет особое строение черепа. Клюв полностью прикреплен и составляет монолитную с черепной коробкой конструкцию. Вибрации гасятся, проходя вдоль клюва, до самого черепа доходят незначительные колебания.

Также, стоит отметить, что мозг дятла достаточно компактный для его черепа, ему есть куда отклониться в случае с сильными колебаниями.

Вредно ли человеку рычать?

Я журналист, писатель, психолог, сценарист.

Я немного не поняла, что это значит. Иногда люди на негатив реагируют звуком, который похож на рык. Иногда люди, заигравшись, начинают издавать рык в общении с людьми. В первом случае рык – свидетельство эмоции. И это лучше, чем бить посуду или орать на людей. В таком случае рык – это как клапан, который спускает лишний пар – и в результате человек приходит в себя и начинает спокойно действовать, объяснять и т.д. Во втором случае это привычка. Может, смешная, но уж точно не вредная. В зависимости от того, как Вы рычите, можно говорить о пользе или ее отсутствии. Есть дыхательные упражнения, которые, когда выполняются, имитируют рык. При этом прочищаются бронхи, легкие. Это полезно. Если ребенок постоянно рычит, это помогает ему правильно формировать звук “р”. Как Вы рычите – мне сложно понять, поскольку Вы только написали, но не отправили запись звука.

Прочитать ещё 1 ответ

Где живут сверчки?

Имею психологическое образование. Интересуюсь устройством мира.

Сверчки очень распространены по земному шару. Обитают в Европе, Австралии, Америке, в теплых субтропических странах. В России их можно встретить почти везде. Сверчки любят тепло, поэтому часто селятся рядом с человеком. В домах находят укромные теплые места, там и живут. Поселяются обычно в местах с высокой влажностью. В природе они роют норки в земле, которые служат им домом.

Прочитать ещё 1 ответ

Какие вы знаете жуткие, необъяснимые истории вроде той, что произошла с тургруппой Дятлова?

Помимо тех случаев, которые уже были упомянуты, можно вспомнить следующие:

Дело о свинцовых масках. Двое мужчин, увлекавшихся паранормальными явлениями и уфологией, погибли при невыясненных обстоятельствах в ходе проведения некоего эксперимента, суть которого так и осталась неясной. На месте инцидента найдены свинцовые маски и записка непонятного содержания. Причина смерти не установлена. Бразилия, 1966.
Исчезновение детей Бомонт.
Записки Рикки Маккормика.
Убийство Элизы Лэм.
Заложник бомбы. История ограбления банка в городе Эри человеком с бомбой на шее. Судя по всему, сам носитель взрывного устройства был уверен, что оно является лишь муляжом. Август 2003.
Мичиганская история (Оклендский убийца детей) + [Статья на Вики]. Исчезновения и убийства подростков в окрестностях Детройта в 70-х годах. Многие эпизоды сами по себе довольно странные.

– Дело YOGTZE. Немецкий инженер умер при весьма странных обстоятельствах, оставив перед этим записку с зачеркнутым текстом YOGTZE, значение которого осталось неясным.

Исчезновение рейса MH370 Malaysia Airlines с 239 людьми на борту, март 2014.

Прочитать ещё 21 ответ

Источник

Людей, можно сказать, веками мучила загадка: как дятлы не сходят с ума, целыми днями долбя деревья? И вот ученые наконец-то расшифровали механизм предохранения мозга у этих удивительных птиц. Можно ли использовать данное открытие при создании средств безопасности для человека — к примеру, в конструкции автомобилей?

Фото: AP

Дятел, действительно, судя по всему, никогда не страдает головными болями. И сотрясений мозга у него тоже не бывает. Долгое время ученые не могли понять — как ему это удается. Ведь установлено, что дятел долбит твердую поверхность со скоростью 20 ударов в секунду, прилагая силу, в 1,2 тысячи раз превосходящую силу тяготения Земли. Для сравнения — это равно силе удара о поверхность Земли реактивного самолета, врезавшегося в нее на полной скорости. Никто из людей не выжил бы после такого страшного удара. А дятлу все нипочем, каждый день он добровольно подвергает себя этим чудовищным перегрузкам и ничего — жив, здоров и весел.

Впервые полностью расшифровать механизм предохранения головы дятла от сотрясения удалось двум американским ученым, Айвану Швобу из Калифорнийского университета в Дэвисе и Филиппу Мэю из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которые в 2006 году получили за это открытие Игнобелевскую премию (это премия, которую ученые получают за “открытия, вызывающие сначала лишь смех, а потом заставляющие задуматься”; в мире науки эта премия не менее популярна, чем Нобелевская). Биологи исследовали этот механизм на примере златолобого дятла (Melanerpes aurifrons), обитающего в лесах США, однако считают, что, видимо, такая система безопасности свойственна всем представителям дятлообразных (Piciformes).

Итак, почему же дятел не получает сотрясение мозга. Во-первых, потому, что его сверхтвердый клюв ударяет в ствол строго перпендикулярно поверхности последнего, не сгибается и не вибрирует от удара. Это обеспечивает скоординированная работа шейных мышц — при “долбительных” работах действуют лишь те мышцы, которые отвечают за движение головы вперед-назад, а те, которые осуществляют боковые движения шеи, бездействуют. То есть дятел чисто физически не может отклониться от выбранного курса.

Читайте также: Василиск научит человека ходить по воде?

Фото: AP

Кроме того, как показало исследование внутреннего строения черепных костей дятла, почти все они содержат губчатую пористую ткань, которая является дополнительным амортизатором. В этом отношении череп дятла скорее похож на таковой у птенца, чем у взрослой птицы (у которой доля губчатого вещества в костях чрезвычайно мала). Так что те вибрации, которые не удалось “погасить” черепной жидкости и гиоиду, “успокаивает” губчатое вещество костей.

Кроме того, дятел имеет еще своеобразный “ремень безопасности” для глаз — во время удара третье веко (мигательная перепонка) опускается на глаз этой птицы, чтобы уберечь глазное яблоко от вибрации и не допустить отслоения сетчатки. Так что зрение у дятлов, несмотря на “долбительный” образ жизни, всегда в порядке.

Итак, чему же эта умная птица может научить людей? Да хотя бы тому, как разрабатывать совершенные противоударные конструкции. Подобную работу недавно проделали американские ученые из Лаборатории биоинженерии Университета Беркли. Тщательное изучение замедленной видеосъемки “долбежки” и данных томографии дятлов позволило им разработать искусственную демпфирующую (то есть, обеспечивающую безопасность) систему, аналогичную таковой у дятлов.

Фото: AP

Роль супертвердого клюва в искусственном демпфере может играть прочная внешняя оболочка — например, стальная или титановая. Функцию внутричерепной жидкости в данном устройстве берет на себя второй, внутренний слой металла, отделенный от внешнего, стального, эластичным слоем. Под ним находится слой твердой, но, в то же время эластичной резины — аналог гиоида. А “заменителем” губчатых структур является заполнение всего пустого объема под этой резиной плотно упакованными стеклянными шариками размерами около одного милиметра. Доказано, что они очень эффективно “распыляют” энергию удара и блокируют передачу опасных вибраций на самую ценную центральную часть, ради которой все эти системы и существуют — то есть некий “мозг”.

Подобный демпфер, по мнению разработчиков, может защищать разные хрупкие конструкции, например, электронику, от сильных ударов. Можно помещать в такую оболочку “черные ящики” самолетов, бортовые компьютеры кораблей или использовать ее при разработке катапультирующихся устройств нового поколения. Не исключено, что эту оболочку можно также использовать в корпусе автомобиля как дополнительный демпфер.

Читайте также: Кошки научили человека… работать руками

Так что, как видите, человечеству есть чему поучиться у дятлов. Например, тому, как пробивать головой стену и при этом остаться живым и не сойти с ума…

Читайте самое интересное в рубрике “Наука и техника”

Источник