啄木鸟一直啄树为什么不得脑震荡?啄木鸟高速撞击树干会得脑震荡吗
高速摄影机拍到的啄木鸟工作的动态图,揪得千万网友的心生疼......“单单看一眼都觉得头疼,真的太拼了!”有网友留言,“真担心鸟会得脑震荡”!!
难道啄木鸟是用脑壳用生命在捉虫?
其实在这貌似极端自虐的过程中,啄木鸟可以“毫发无损”,既不会得脑震荡,也不会头痛。
啄木鸟啄击过程中头部有效压力分布
啄木鸟一天敲击树木500--600次,每次速度达到13875px/秒,而头部摇动的速度更快,达14500px/秒,在0.5毫秒中承受1500倍重力加速度。在啄木时其瞬间加速度可高达1000~2000g,每次撞击频率18-22赫兹。其每次啄食树木相当于人类头部每次以25公里/小时的速度撞击墙壁。
啄木鸟为什么可以高速撞击树干而不受损伤呢?
先说其头骨。其头骨的内部有一层坚韧的外脑膜,在外脑膜和大脑之间有一条狭窄的空隙,里面含有液体,减低了震波的流体传动,对外力能起缓冲和消震作用。而这个外脑膜,其上下尺寸长于前后的尺寸,使作用在头骨上的力量被更好的分散了。
其头骨由骨密质和骨松质组成,为一层绵状骨骼,这种骨骼结构缓冲了冲击力,保护脑部。这是不同于其它鸟类的海绵状的结构,可使头骨更有“弹性”。
此外,环绕整个头骨还有舌骨结构,在冲击中起到安全带的作用。舌骨从鸟嘴下面开始一直延续到鼻孔,分布于头骨的下面和四周,越过头骨顶部最终在前额处汇合。人类只有喉结上方存在这种骨骼。
由于突然旋转的运动比直线的水平运动更容易造成脑损伤,在它头的两侧都生有发达而强有力的肌肉,可以起到防震、消震的作用。此外,把喙尖和头部始终保持在一条直线上,使其在啄木时头部严格地进行直线运动。
其鸟喙上下两半不对称,下喙承载部分比上喙长,且更坚硬。撞击时,应力集中于下颚,避免撞击力传导到脑部造成脑损伤。
在这种保护结构下,即使有少量碰撞能量进入大脑区域,也最终以热量形式消散,使大脑快速升温。这是为什么啄木鸟必须间歇性啄木,进行短暂休息的原因。以上因素共同发挥的作用,保证了啄木鸟的啄食动作对头部不会产生任何伤害,缺一不可。
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