Hvorfor får hakkespett aldri hjernerystelse? Hvordan tåler en hakkespett hjerne konstant dunking Hvorfor hakkespetten ikke har hjernerystelse.

Har du sett hvordan en hakkespett hvelver et tre? Vel, eller i det minste hørte du det. Men hva skjer videre? Hvordan han får søtsaker under barken og hvorfor tungen til en hakkespett regnes som den lengste, og viktigst av alt - hvordan den passer med teorien om trinnvis evolusjon, vil vi fortelle i denne artikkelen.

Etter at en hakkespett har fjernet bark fra et tre, borer et hull i den og finner insektganger, bruker den sin lange tunge for å nå insekter og larver fra dypet. Tungen er i stand til å forlenge seg fem ganger, og den er så tynn at den til og med går i maurganger. Tungen er utstyrt med nerveender som bestemmer hvilken type byttedyr, og kjertler som utskiller et klebrig stoff, takket være at insekter holder seg til det som fluer til teip.

Mens tungen til de fleste fugler er festet på baksiden av nebbet og sitter i munnen, vokser ikke hakkespettens tunge fra munnen, men fra høyre nesebor! Kommer ut av høyre nesebor, deler tungen seg i to halvdeler, som dekker hele hodet med nakken og går ut gjennom åpningen i nebbet, hvor de blir sammen igjen. Bare fantastisk! Når hakkespetten flyr og ikke bruker tungen, holdes den krøllet opp i neseboret og under huden bak nakken!

Evolusjonister mener at hakkespetten stammer fra andre fugler med en normal tunge som dukket opp fra nebbet. Hvis hakkespettens tunge bare ble dannet av tilfeldige mutasjoner, måtte de først flytte hakkespettens tunge i høyre nesebor og rette den bakover, men da ville den sulte i hjel! Et trinnvis evolusjonsscenario (gjennom mutasjon og naturlig seleksjon) kunne aldri ha skapt en hakkespett-tunge, siden å vri tungen bakover ikke ville gi noen fordel for fuglen - tungen ville være helt ubrukelig før den gjorde en hel sirkel rundt hodet og kom tilbake ved foten av nebbet.

Den unike utformingen av hakkespettens tunge indikerer tydelig at det er et resultat av intelligent design. Et trinnvis evolusjonsscenario kunne aldri skape en hakkespettstunge, siden å vri tungen bakover ville være ubrukelig til den gjorde en full sirkel rundt hodet og returnerte til bunnen av nebbet.

Er det virkelig?

Woodpecker Design sies å være et absolutt uløselig problem for de som tror på evolusjon. Hvordan kunne et system med spesielle støtdempere utvikle seg i hakkespett trinn for trinn? Hvis det ikke hadde vært for det helt i begynnelsen, hadde alle hakkespettene tatt ut hjernen for lenge siden. Og hvis det noen gang var en tid da hakkespett ikke trengte å bore hull i trær, ville de ikke trenge støtdempere.

Anta at en hakkespett har en lang tunge festet til høyre nesebor, men den mangler fullstendig et sterkt nebb, nakke muskler, støtdempere osv. Hvordan ville en hakkespett bruke sin lange tunge hvis den ikke hadde noe annet hjelpeapparat? La oss på den annen side si at fuglen har alle verktøyene den trenger for å bore hull i treet, men den har ikke lang tunge. Han ville ha stukket hull i treet og gledet seg til et deilig måltid, men han kunne ikke få insektene. Poenget er at i et uopprettelig komplekst system kan ingenting fungere hvis alt ikke fungerer.

For de som tror på hakkespettutvikling, er fossilregisteret en annen stor utfordring. Det er praktisk talt ingen fossile hakkespett i annalene, så det er umulig å spore den antatte gradvise utviklingen av hakkespett fra enkle fugler i den.

I dag har mange kreasjonister og kreasjonistorganisasjoner opprettet nettsteder der hakkespetten presenteres som et eksempel på en organisme som "ikke kunne ha utviklet seg."
Når de fremsatte et slikt krav, ga de et vell av informasjon om hakkespettens anatomi og fysiologi, spesielt om den overraskende lange tungen, som enten er forvrengt eller tydelig falsk.
Hensikten med dette nettstedet er å tilby nøyaktig informasjon til de som ellers kan ta kreasjonistens feilaktige påstander til pålydende.

Spett (familie Picidae) er kjente fugler hvis unike anatomi gjør at de kan bruke uvanlige økologiske nisjer. Mange arter av denne familien viser interessante tilpasninger som gjør at de kan slå hull i hardt, råtefritt tre på jakt etter insekter og annet bytte.
Hakkespettens tunge er en av de mer spennende tingene blant disse enhetene. I motsetning til tungen til mennesker, som hovedsakelig er et muskulært organ, støttes fuglenes tunger stivt av et bruskbenskjelett som kalles "hyoidapparatet". Alle høyere virveldyr har en hyoid i en eller annen form; du kan kjenne hornene på ditt eget U-formede hyoidben ved å klemme toppen av halsen mellom tommelen og pekefingeren. Hyoiden vår fungerer som et festested for noen av musklene i halsen og tungen.

Det Y-formede hyoidapparatet til fugler strekker seg imidlertid helt til spissen av tungen. “Y” gaffelen er rett foran halsen, og det er her de fleste hyoide muskler fester seg. To lange formasjoner, "horn" til hyoiden, vokser bakover til dette området og danner festesteder for trekkmuskulaturen som har sitt utspring i underkjeven. "Hornene" til hyoiden til noen arter av hakkespett har en veldig imponerende struktur, siden de kan strekke seg til kronen, og i noen arter strekker de seg rundt banen eller til og med strekker seg til nesehulen.

Det uvanlige utseendet til hakkespettens "tungeskjelett" inspirerte kreasjonister til å bruke det som et eksempel på en utdannelse som var for bisarr til å utvikle seg gjennom tilfeldige mutasjoner som produserte levedyktige mellomprodukter. Imidlertid, som informasjonen nedenfor viser, er det merkelige språket til hakkespett egentlig bare en langstrakt versjon av det samme som alle fugler, faktisk et utmerket eksempel på hvordan anatomiske trekk kan forvandles til nye former ved mutasjon og naturlig utvalg.

Flere kreasjoniststeder og artikler jeg har lest har uttalt at hakkespettens tunge er "forankret i høyre nesebor" eller "vokser tilbake" fra nesehulen. De opprinnelige forbindelsene mellom hakkespettens hyoidapparat og resten av kroppen er muskler og leddbånd. som fester hyoiden til kjevebenet, halsbrusk og base (i stedet for toppunktet) i hodeskallen - den samme tilstanden som i alle andre fugler. Hos voksne av flere arter kan hyoidhornene til slutt vokse fremover og vokse inn i nesehulen ovenfra - men hyoiden og tungen vokser selvfølgelig ikke FRA nesehulen.

Figur 3a: Kjevebenet og hyoidapparatet til tamkyllingen (Gallus gallus)

Figur 3b: Hyoidapparatet og tilhørende muskulatur og indre organer til rødspetten (Melanerpes carolinus)
Sammenlign med kyllinghyoid (se ovenfor). Legg også merke til grenomandibulære muskler (Mbm) som brytes rundt hyoidhornene og fester seg til kjeven. Vedleggsfunksjonene er de samme i stylobe-hakkespetten, men Mbm-hornene og musklene er lengre

Selve fugletungen dekker den fremre delen av hyoidapparatet - dets bakre deler, inkludert hyoidhornene, fungerer som bærende strukturer.
Lengden på hyoidhornene varierer veldig ubetydelig hos forskjellige fugler, men de er alle veldig like i funksjon. Huskyllingen (figur a) er et godt studert eksempel på en fugl som ikke er nært beslektet med en hakkespett, men som likevel har alle de essensielle egenskapene til en hakkespetthyoid (figur b).

Kyllingens hyoidhorn og sliren på leddbåndene de befinner seg i (fascia vaginalis - Fvg) trekkes tilbake på begge sider av halsen, og bøyes deretter bak kyllingens ører mot baksiden av hodet (figur 3a).
Skjeden i seg selv er dannet av en pose med smørevæske som hornene vokser i når de utvikler seg. Dette smøremidlet gir hornene litt frihet til å gli fremover eller bakover på sliren når tungen stikker ut eller trekkes inn i munnen. Det er flere elastiske leddbånd mellom sliren og hornene, men de er selvfølgelig ikke godt festet til hodeskallen.

Legg merke til festepunktene til de greniomandibulære musklene (merket "Mbm") som festes nær endene på hyoidhornene, strekker seg langs skjeden og festes til midten av kjevebenet (festepunkter merket "Mbma" og "Mbmp"). Dette er musklene som beveger hornene nedover kappen, presser dem mot hodeskallen og trekker dermed den harde fuglens tunge fremover.

Således fungerer parede hyoidhorn i en fugl bare som et festepunkt for muskler som faktisk begynner på underkjeven - sammentrekningen av disse musklene trekker hornene og hele hyoidapparatet fremover og utover i forhold til hodeskallen, og skyver tungen ut av munnen som et spyd.
Når dette konseptet er forstått, blir det tydelig at forlengelse av hyoidhornene og musklene som er festet [til dem], uten andre endringer i den generelle strukturen eller funksjonen, vil garantert gi fuglen en lengre tunge og la den stikke tungen lenger ut av munnen. Dette er faktisk akkurat det som skjer når den unge hakkespetten modnes.

Figur 4: Diagram over strukturen til hodeskallen og hyoidapparatet til korte (venstre) og langtunge (høyre) hakkespett. De rødbrune stripene viser virkningen av den greniomandibulære muskelen (Mbm) under tungeutvidelsen. Nettstedene for Mbm-festing til hyoidhornene og underbenet er vist i lilla. Sammenlign med festestedene "mbm", "mbma" og "mbmp" i figur 3. De grønne pilene viser bevegelsesretningen til hyoidhornene under Mbm-sammentrekning.

Når hakkespetten har klekket ut fra egget, strekker dens hyoidhorn seg bare til øreåpningene, som i en kylling. Når den vokser, blir skjeden, hornene og musklene lengre, og buer seg fremover over hodet og når nesehulen.
Hos fugler med lengre horn er hornene mest avslappede i hvile, og Mbm-sammentrekningen retter seg og presser dem tett mot hodeskallen når tungen strekkes ut. Således, i noen arter, kan tip slip være minimal (se figur 4).

Sammenlign hornene til en kyllinghyoid (fig. 3) og en voksen stilspett (fig. 4, 5.1). Legg merke til at selv om stylobranch-hakkespettens horn er mye lengre, inneholder hver og en to bein (ceratobranchiale og epibranchiale) og en liten skjøt med et stykke brusk på toppen av det øvre grenbenet - akkurat som en kylling. Det er flere andre mindre morfologiske forskjeller, for eksempel tilstedeværelsen av urohyale (UH) bein i kyllingen, men full enighet er klar.

Som nevnt tidligere er hyoidhornene fra styloid-hakkespettkyllingen (og andre langtunge hakkespett) ganske korte (se figur 5.2) og kan sammenlignes med de av kort-tungede hakkespettarter som sugespetten (figur 5.3), som i sin tur har hyoid. hornene er ikke større enn mange sangfugler.

Er hakkespetten resultatet av intelligent design?

Figur 5:
1. Hyoiden til stylok-billed hakkespett (Colaptes auratus) (voksen)
2. Hyoiden til den spettede hakkespetten (Colaptes auratus) (nylig klekket ut)
3. Hyoid av rødhattet hakkespett (Sphyrapicus varius nuchalis) (voksen)

Bare når de blir eldre, vokser hyoidhornene til den stylobilled hakkespetten til kronen, deretter fremover og inn i nesehulen, hvor skjeden er koblet til neseseptumet. Dette gir adaptiv mening, ettersom den unge hakkespetten blir matet av foreldrene, og en lang tunge bare vil komme i veien.

De genetiske endringene som kreves for denne modifikasjonen er veldig små. Det kreves ingen nye strukturer, bare en lengre vekstperiode for å forlenge eksisterende strukturer. Det er sannsynlig at hakkespett med mutasjoner som førte til en økning i størrelsen på hyoidhornene, viste seg å være mer tilpasningsdyktige i de forfedre arten av hakkespett, som begynte å søke etter billelarver dypere i treet, fordi de kunne stikke tungen videre og komme til byttedyr. Noen hakkespett hadde ikke noe behov for en lang tunge i det hele tatt, og derfor ble det valgt ut gener som forkortet hyoidens horn. En sugende hakkespett (2) slår for eksempel smale hull i trærne og bruker deretter kort tunge for å mate på saften som strømmer på koffertens overflate (og insektene som holder seg til den).

Ulike typer hakkespett har mange andre interessante tilpasninger. Noen arter har for eksempel endret ledd mellom visse bein i hodeskallen og overkjeven, samt muskler som trekker seg sammen for å absorbere sjokket av meisletre. En sterk nakke- og halefjærmuskulatur, så vel som et meiselignende nebb, er andre meisler som finnes i noen arter. De samme kreasjonistiske kildene som gir unøyaktig informasjon om språk, hevder ofte at den betydelige mengden tilpasning som finnes i hakkespett, er et argument mot evolusjon. De hevder at alle disse tilpasningene måtte vises "samtidig", ellers ville de alle være ubrukelige. Denne typen argumenter ignorerer selvfølgelig det faktum at mange arter av levende hakkespett ikke har slike tilpasninger, eller ikke har dem helt.

Den spissnakkede hakkespetten bruker for eksempel sin lange tunge hovedsakelig for å gripe byttedyr på bakken eller fra under løs bark. Han har få støtdempende enheter og foretrekker å mate på bakken eller bryte av biter av råttent tre og bark; det er en atferdsmessig egenskap observert hos fugler som ikke tilhører hakkespettfamilien. En "sekvensiell kjede" basert på strukturen til hodeskallen, fra lite til høyt spesialisert for meisetre, observeres i forskjellige slekter (grupper av beslektede arter) av levende hakkespett. I sin klassiske Birds of America beskriver John James Audubon de små forskjellene i lengden på hyoidhornene som finnes i forskjellige arter av moderne hakkespett.

Klynkere og hakkespett, medlemmer av hakkespettfamilien som ser ut som en slags krysning mellom sangfugler og hakkespett, har mange tilpasninger som ligner på hakkespett, for eksempel lange tunger. Imidlertid har de ikke stive halefjær og noen andre spesialiseringsegenskaper for meiseltre. De antas å være lik de forfedre formene til dagens spesialiserte hakkespett.

La meg minne deg om funksjonene til hakkespett:

1. På grunn av det enorme energiforbruket er hakkespetten konstant sulten. For eksempel kan en svart hakkespett (hjemmehørende i Nord-Amerika) i ett sittende spise 900 billelarver eller 1000 maur; den grønne hakkespetten spiser opptil 2000 maur per dag. Denne virkelig "glupne appetitten" har et formål: hakkespett spiller en viktig rolle i å kontrollere insekter, og hjelper til med å begrense spredningen av tresykdommer ved å eliminere sykdomsvektorer. Dermed er hakkespettfuglen med på å bevare skogene.

2. En hakkespett er i stand til å slå et tre med en hastighet på 20-25 ganger per sekund (som er nesten dobbelt så raskt som en maskingevær) 8000-12000 ganger om dagen!

3. Når denne fuglen treffer et tre, bruker den utrolig kraft. Hvis den samme kraften ble påført hodeskallen til en hvilken som helst annen fugl, ville hjernen raskt bli til mos. Dessuten, hvis en person slo hodet mot et tre med samme kraft, vil han, hvis han overlevde etter en slik hjernerystelse, motta en veldig alvorlig hjerneskade. Imidlertid forhindrer en rekke fysiologiske strukturelle trekk ved hakkespetten alle disse tragediene.

4. Når en hakkespett banker på et tre med en hastighet på opptil 22 ganger per sekund, opplever hodet at det overbelastes når 1000 g (en person ville blitt “slått ut” på 80–100 g). Hvordan klarer hakkespett å tåle et slikt press? David Johanz skriver:

“Hver gang en hakkespett treffer et tre, opplever den en belastning lik 1000 tyngdekraften. Dette er mer enn 250 ganger stresset som en astronaut opplever når man skyter en rakett ... Hos de fleste fugler er nebbenet forbundet med hodeskallen - beinene som omgir hjernen. Men i spett er skallen og nebbet skilt fra hverandre av et vev som ser ut som en svamp. Det er denne “puten” som tar tyngden av slaget hver gang en hakkespettnebb stuper ned i et tre. Hakkespettens støtdemper fungerer så bra at ifølge forskere har mennesket ennå ikke kommet på noe bedre. "

I tillegg er både nebbet og hakkespettens hjerne omgitt av en spesiell pute som myker slagene.

5. Under "boreoperasjoner" beveger hakkespettens hode seg mer enn dobbelt så raskt som en kule når den avfyres. I denne hastigheten vil ethvert slag som slås, selv i en liten vinkel, bare rive fuglens hjerne fra hverandre. Imidlertid er nakkemuskulaturen til hakkespetten så godt koordinert at hodet og nebbet beveger seg synkront i en helt rett linje. Dessuten blir slaget absorbert av spesielle muskler i hodet som trekker hakkespettens hodeskalle vekk fra nebbet hver gang det slår.

6. Hakkespetten har et ekstremt sterkt nebb, som de fleste andre fugler ikke har. Nebbet er sterkt nok til å komme kraftig inn i et tre uten å brettes som et trekkspill. Tross alt banker en hakkespett den på et tre med en hastighet på omtrent 1000 slag per minutt (nesten dobbelt så høy hastighet som en kampmaskin), og hastigheten i øyeblikkets innvirkning er opptil 2000 km i timen.

7. Spissen av hakkespettens nebb er formet som en meisel, og som en meisel kan den trenge gjennom det hardeste treet. Imidlertid, i motsetning til et konstruksjonsverktøy, trenger det aldri å bli skjerpet!

8. To tær på hakkespettens fot er rettet fremover, og to er rettet bakover. Det er denne strukturen som hjelper ham med å enkelt bevege seg opp, ned og rundt trestammer (de fleste fugler har tre fingre som peker fremover og en tilbake). I tillegg tillater opphengssystemet, som inkluderer sener og muskler i beina, skarpe klør og stive halefjær, på spissene som pigger for støtte, at hakkespetten kan absorbere kraften til lynraske repeterende slag.

9. Når en hakkespett banker på et tre med en hastighet på opptil 20 ganger per sekund, lukkes øyelokkene hver gang et øyeblikk før øyeblikket når nebbet nærmer seg målet. Dette er en slags mekanisme for å beskytte øynene mot sjetongene. De lukkede øyelokkene holder også øynene og hindrer dem i å fly ut.

10. I en nylig studie oppdaget forskere fra University of California, Berkeley fire støtsikre fordeler med spett:

“Et fast, men spenstig nebb; en senet, fjærende struktur (hyoid eller hyoidben) som dekker hele hodeskallen og støtter tungen; svampete beinområde i hodet; en måte å samhandle mellom hodeskallen og cerebrospinalvæsken, undertrykke vibrasjon ”Hakkespettens støtdempingssystem er ikke basert på en faktor, men er resultatet av den kombinerte virkningen av flere gjensidig avhengige strukturer.

Bildetekst Forskning vil bidra til å bruke en biologisk mekanisme i utformingen av beskyttende hjelmer for mennesker

Analyse av høyhastighets kameraopptak, tomografi og datasimuleringer har bidratt til å belyse hvordan hakkespett klarer å beskytte hjernen mot skade.

Hodet til en hakkespett som trekker et tre, beveger seg med hver støt med en hastighet på omtrent 6 meter per sekund, mens det blir utsatt for en overbelastning, tusen ganger høyere enn tyngdeakselerasjonen.

I en artikkel publisert i Plos One hevder kinesiske forskere at beskyttelsen av fuglens hjerne tilveiebringes av forskjellige lengder på øvre og nedre del av nebbet, samt den svampete strukturen til lamellbeinene, som demper vibrasjoner.

Disse observasjonene vil bidra til å utvikle sterkere hodebeskyttelse for mennesker.

Forskere har lenge studert anatomien til hakkespettens hodeskaller, og prøvd å forstå hvordan de klarer å banke på trær med en slik kraft uten å skade seg selv.

Det viste seg at hjernen til disse fuglene er tett festet til hodeskallen, og derfor har den rett og slett ikke noe fysisk rom for bevegelse. I tillegg strekkes hakkespettens hjerne mer vertikalt enn horisontalt, og dermed fordeles belastningen over et større område.

Ekspertene studerte også i detalj strukturen til hyoidbenet, som spiller en viktig rolle i denne prosessen.

Kvantitative egenskaper

Hong Kong University-forsker Min Zhang, en av medforfatterne av det vitenskapelige arbeidet, sa at han og hans kolleger ønsket å finne ut de numeriske parametrene til dette interessante fenomenet.

”Vi visste at forskere i det siste bare prøvde å forklare hvorfor," sa han til BBC. “For å bedre forstå dette problemet, må vi studere kvantitative egenskaper som vil bidra til å bruke biologiske mekanismer i utformingen av beskyttende hode. hodeplagg for mennesker og generelt i industriell design. "

For dette formål satte forskerne opp et spesielt eksperiment der to videokameraer registrerte posisjonen til hakkespetten, som hamret sensoren med nebbet, som gjør det mulig å måle slagets kraft.

Det viste seg at fuglen snur litt på hodet når den blir truffet, og dette påvirker fordelingen av de virkende kreftene.

Ved hjelp av computertomografi og skanneelektronmikroskopi av hakkespettens hodeskalle, var eksperter i stand til å studere mikrostrukturen i alle detaljer og bestemme hvor bentettheten endres.

Alle disse dataene tillot i sin tur bruk av datasimulering for å beregne kreftene som virker på fuglehodet.

Som et resultat identifiserte forskerne tre faktorer som beskytter hakkespettens hode mot skade.

For det første fungerer det sløyfeformede hyoidbeinet, som løper rundt hele hodeskallen på fuglen, som et slags sikkerhetsbelte, spesielt i de første øyeblikkene etter å ha blitt rammet av nebbet.

For det andre fant forskerne at lengden på toppen og bunnen av fuglens nebb er forskjellig, og denne asymmetrien reduserer stresset på hjernen når kraften overføres fra nesespissen til beinet.

Til slutt har eksperter funnet at lamellære bein med svampete struktur på forskjellige punkter i hodeskallen også bidrar til jevn fordeling av denne belastningen og som et resultat av hjernebeskyttelsen.

Forskere understreker at hjernen til hakkespett er beskyttet mot skader nettopp på grunn av kombinasjonen av alle disse tre faktorene, og ikke bare en enkelt funksjon.

Tenk deg å slå hodet mot et tre ganger om dagen. På slutten av dagen ville hodet sikkert splittes av smerte, men hakkespett gjør det hver dag. Hakkespett som bor alene i skogen, kan identifiseres ved deres karakteristiske bølgefølighet: tre eller fire raske vingeklaffer løfter dem opp og senker dem ned.

Det er omtrent 200 arter av hakkespett. Disse fuglene har et veldig bredt utvalg av habitater, men de lever hovedsakelig i skogkledde områder. Størrelsen på forskjellige arter av hakkespett varierer fra 15 til 53 cm.

På grunn av det enorme energiforbruket hakkespett er konstant sulten. For eksempel, svart hakkespett (hjemmehørende i Nord-Amerika) kan i en sittende spise 900 billelarver eller 1000 maur; den grønne hakkespetten spiser opptil 2000 maur per dag. Denne virkelig "ulvete appetitten" har et formål: hakkespett spiller en viktig rolle i å kontrollere insekter, og hjelper til med å begrense spredningen av tresykdommer ved å eliminere sykdomsvektorer. Dermed er hakkespettfuglen med på å bevare skogene.

Ingen andre fugler er i stand til en slik hakkespett

Hakkespett er i stand til å treffe tre med en hastighet på 20-25 ganger i sekundet (som er nesten dobbelt så raskt som en maskingevær) 8000-12000 ganger om dagen!

Hakkespetten er i stand til å slå tre med en hastighet på 20-25 ganger per sekund (som er nesten dobbelt så stor som en maskingevær) 8000-12000 ganger om dagen!

Når denne fuglen treffer et tre, bruker den utrolig kraft. Hvis den samme kraften ble påført hodeskallen til en hvilken som helst annen fugl, ville hjernen raskt bli til mos. Dessuten, hvis en person slo hodet mot et tre med samme kraft, vil han, hvis han overlevde etter en slik hjernerystelse, motta en veldig alvorlig hjerneskade. Imidlertid forhindrer en rekke fysiologiske strukturelle trekk ved hakkespetten alle disse tragediene. Hvordan gir de fuglen en så pålitelig beskyttelse?

I en nylig studie oppdaget forskere ved University of California, Berkeley fire støtsikre fordeler med spett:

“Et fast, men spenstig nebb; en senet, fjærende struktur (hyoid eller hyoidben) som dekker hele hodeskallen og støtter; svampete beinområde i hodet; en måte å samhandle mellom hodeskallen og cerebrospinalvæsken, undertrykker vibrasjon. "

Woodpecker streikabsorpsjonssystemet er ikke basert på en faktor, men er resultatet av den kombinerte virkningen av flere gjensidig avhengige strukturer.

En hakkespett er en fugl med en skikkelig støtdemper i hodet.

Når hakkespett tromme på tre med en hastighet på opptil 22 ganger i sekundet, opplever hodet hans overbelastning når 1000 g (en person vil bli “slått ut” på 80–100 g). Hvordan klarer hakkespett å tåle et slikt press? David Johanz skriver:

“Hver gang en hakkespett treffer et tre, opplever den en belastning lik 1000 tyngdekraften. Det er mer enn 250 ganger stresset som en astronaut opplever når man skyter en rakett ... I de fleste fugler er nebbenet forbundet med hodeskallen - beinene som omgir hjernen. Men i hakkespett er skallen og nebbet skilt fra hverandre med et vev som ser ut som en svamp. Det er denne “puten” som tar tyngden av slaget hver gang en hakkespettnebb stuper ned i et tre. Hakkespettens støtdemper fungerer så bra at ifølge forskere har mennesket ennå ikke kommet på noe bedre. "

I tillegg er både nebbet og hakkespettens hjerne omgitt av en spesiell pute som myker slagene.

Hakkespettstøtdemperen fungerer så bra at en person ifølge forskere ennå ikke har kommet på noe bedre.

I en helt rett linje

Under "boreoperasjoner" beveger hakkespettens hode seg mer enn dobbelt så raskt som en kule når den avfyres. I denne hastigheten vil ethvert slag som slås, selv i en liten vinkel, bare rive fuglens hjerne fra hverandre. Imidlertid er nakkemuskulaturen til hakkespetten så godt koordinert at hodet og nebbet beveger seg synkront i en helt rett linje. Videre absorberes slaget av hodets spesielle muskler, som trekker hakkespettens hodeskalle fra nebbet. hver gangnår han treffer.

Hakkespetten har det mest uvanlige språket i verden

Etter at en hakkespett har fjernet bark fra et tre, borer et hull i den og finner insektganger, bruker den sin lange tunge for å nå insekter og larver fra dypet. Tungen er i stand til å forlenge seg fem ganger, og den er så tynn at den til og med går i maurganger. Tungen er utstyrt med nerveender som bestemmer hvilken type byttedyr, og kjertler som utskiller et klebrig stoff, takket være at insekter holder seg til det som fluer til teip.

Mens tungen til de fleste fugler er festet på baksiden av nebbet og sitter i munnen, vokser ikke hakkespettens tunge fra munnen, men fra høyre nesebor! Kommer ut av høyre nesebor, deler tungen seg i to halvdeler, som dekk hele hodet med nakken og kom ut gjennom et hull i nebbet, der de blir med igjen (se fig. 1). Rett og slett fantastisk! Når hakkespetten flyr og ikke bruker tungen, holdes den krøllet opp i neseboret og under huden bak nakken!

Evolusjonister tror det hakkespett nedstammet fra andre fugler med en normal tunge som kom ut fra nebbet. Hvis hakkespettens tunge bare ble dannet av tilfeldige mutasjoner, måtte de først flytte hakkespettens tunge inn i høyre nesebor og peke den bakover, men da ville den sulte i hjel! Et trinnvis evolusjonsscenario (gjennom mutasjon og naturlig seleksjon) kunne aldri ha skapt en hakkespettstunge, siden å vri tungen bakover ikke ville gi fuglen noen fordeler - språket ville være helt ubrukelig til da, til den lager en hel sirkel rundt hodet og går tilbake til bunnen av nebbet.

Den unike utformingen av hakkespettens tunge indikerer tydelig at den er et resultat av intelligent design.

Kommer ut av høyre nesebor, deler tungen seg i to halvdeler, som dekker hele hodet med nakken, og går ut gjennom åpningen i nebbet, hvor de blir sammen igjen. Et trinnvis evolusjonsscenario kunne aldri skape en hakkespettstunge, siden å vri tungen bakover ville være ubrukelig til den gjorde en full sirkel rundt hodet og vendte tilbake til nebbens bunn.

Hakkespetten har et ekte meiselnebb

Den har et ekstremt sterkt nebb som de fleste andre fugler ikke har. Nebbet er sterkt nok til å komme kraftig inn i et tre uten å brettes som et trekkspill. Tross alt banker en hakkespett på tre med en hastighet på omtrent 1000 slag per minutt (nesten dobbelt så høy hastighet som en kampmaskin), og hastigheten i øyeblikkets innvirkning er opptil 2000 km i timen.

Hastigheten til hakkespettens nebb i treffets øyeblikk når 2000 km i timen.

Spissen av hakkespettens nebb er formet som en meisel, og som en meisel kan den trenge gjennom det hardeste treet. Imidlertid, i motsetning til et konstruksjonsverktøy, trenger det aldri å bli skjerpet!

X-ben

To tær på hakkespettens fot er rettet fremover, og to er rettet bakover. Det er denne strukturen som gjør det enkelt for ham å bevege seg opp, ned og rundt trestammer (de fleste fugler har tre fingre som peker fremover og en tilbake). I tillegg tillater opphengssystemet, som inkluderer sener og muskler i bena, skarpe klør og stive halefjær, på spissene som pigger for støtte, at hakkespetten kan absorbere kraften til lynraske repeterende slag.

Hakkespettøyne

Når en hakkespett banker på tre med en hastighet på opptil 20 ganger i sekundet, lukkes øyelokkene hver gang et øyeblikk før nebbet nærmer seg målet. Dette er en slags mekanisme for å beskytte øynene mot chips. De lukkede øyelokkene holder også øynene og hindrer dem i å fly ut.

Hakkespetten utviklet seg?

Hakkespettdesign er et absolutt uløselig problem for de som tror på evolusjon. Hvordan kunne et system med spesielle støtdempere utvikle seg i hakkespett trinn for trinn? Hvis det ikke hadde vært for det helt i begynnelsen, hadde alle hakkespettene tatt ut hjernen for lenge siden. Og hvis det en gang var en gang hakkespett ikke trengte å bore hull i trær, ville de ikke trenge støtdempere.

Anta at en hakkespett har en lang tunge festet til høyre nesebor, men den mangler fullstendig et sterkt nebb, nakke muskler, støtdempere osv. Hvordan ville en hakkespett bruke sin lange tunge hvis den ikke hadde noe annet hjelpeapparat? På den annen side, la oss si at fuglen har alle verktøyene som er nødvendige for å bore hull i treet, men ikke har en lang tunge. Han ville ha stukket hull i treet og gledet seg til et deilig måltid, men han kunne ikke få insektene. Saken er at i et uforenkelig komplekst system, ingenting kan fungere hvis ikke alt fungerer.

For de som tror på hakkespettutvikling, er fossilregisteret en annen stor utfordring. Det er praktisk talt ingen fossile hakkespett i annalene, så det er umulig å spore den antatte gradvise utviklingen av hakkespett fra enkle fugler i den.

Konklusjon

Hakkespetten helt fra begynnelsen måtte ha en så unik struktur for å overleve i sin hode-knusende livsrytme. Dette vitner bare om én ting: Gud skapte en hakkespett med unike egenskaper, slik 1. Mosebok forteller oss. Som alle andre levende organismer, er hakkespett et sterkt bevis på at det eksisterer en himmelsk Skaper!

Referanser og merknader

Hakkespetthode inspirerer støtdesignere

Kanskje i fremtiden vil eksperter som undersøker årsakene til flyulykken og dekrypterer dataene til den svarte boksen mer enn en gang huske den gyldne hakkespetten (Melanerpes aurifons) med et vennlig ord. Hvorfor? Det handler om støtdemperen, som forskere opprettet, inspirert av hakkespettens evne til å tåle hard bremsing.

Forskerne bestemte seg for å finne kunstige analoger for å skape et mekanisk dempingssystem som ville beskytte mikroelektronikk under høye belastninger. For å simulere motstanden mot deformasjon av en hakkespettnebb, brukte de en metallstøtdemper i form av en sylinder. Hyoidens evne til å distribuere mekaniske belastninger ble simulert av et gummilag innebygd i en sylinder. Funksjonen til hodeskallen og cerebrospinalvæsken ble utført av et lag av aluminium. Vibrasjonsmotstanden til det kanselløse beinet ble reprodusert ved hjelp av tettpakket, hule glasskuler med en diameter på 1 mm

For å teste systemet deres, plasserte forskere det i en kule og skjøt en gasspistol mot en tykk aluminiumsvegg. Og hva fant de? Systemet deres beskyttet elektronikken inne i kapselen mot støt opptil 60.000 g. Moderne sorte bokser tåler støt ikke mer enn 1000 g.

I tillegg til sin mulige rolle i beskyttelsen av elektronisk fylling av svarte bokser, kan en slik støtdemper være nyttig i dannelsen av betonggjennomtrengende bomber, samt et skjold for romskip fra kollisjoner med mikrometeoritter og romrusk. Den kan også brukes til å beskytte elektronikk i biler og til å lage verneutstyr for motorsyklister.

Marx P. Woodpecker-hode inspirerer støtdempere // New Scientist. Skrevet på newscientist.com 4. februar 2011, åpnet 11. februar 2011.

MOSKVA 2. februar - RIA Novosti. Forskere har motbevist myten om hakkespettes "usårbarhet" for overbelastning når de meisler trær ved å finne kjemiske spor av hjernerystelse i hodene til flere fugler samtidig, ifølge en artikkel publisert i tidsskriftet PLoS One.

"Det er dusinvis av konstruksjons- og sportsutstyr, bygget på de samme prinsippene som hodeskallene til hakkespett, som, som kolleger trodde, aldri lider av hjerneskader. Av en eller annen grunn falt det aldri noen inn for å se inn i hodeskallen til hakkespetten og sjekke om om det er spor etter hjernerystelse og annen skade, sier Peter Cummings fra Boston University (USA).

Hver person som noen gang har besøkt skogen, er kjent med lyden av hakkespett og hvordan de får maten. Forskere og vanlige mennesker har lenge vært interessert i et enkelt spørsmål - hvordan klarer disse fuglene å unngå ødeleggelse av nebbet, løsrivelse av øyets netthinne og andre skader som de skal motta ved å slå enorm kraft på trestammen.

De siste årene har flere titalls vitenskapelige artikler dukket opp som forklarer hvordan beinhakkens hodeskalle tåler overbelastning, tusenvis ganger høyere enn tyngdekraften uten å kollapse. Noen av dem ble til og med tildelt en parodi Shnobel-pris. Likevel plages vitenskapenes sinn fortsatt av det samme spørsmålet - hvordan unngår hakkespett hjernerystelse og hjerneskade?

Ifølge Cummings og hans kolleger gir ikke dette spørsmålet mening, siden hakkespett ikke egentlig har den slags usårbarhet. De kom til denne konklusjonen etter å ha studert hjernens struktur og kjemiske sammensetning i flere spett, hvis kropper i alkohol ble oppbevart på to forskjellige museer i byen.

Som forskerne forklarer, fører hjernerystelse eller annen alvorlig skade på hjernen vanligvis til akkumulering av det såkalte tau-proteinet i det. Dette stoffet akkumuleres i og rundt nerveender og hjelper til med å stabilisere dem, noe som beskytter nervevevet mot ytterligere skade, men noen ganger fører til utvikling av enda mer alvorlige patologier.

Følgelig, hvis hakkespett virkelig ikke skader hjernen deres når de trekker ut mat, bør kroppen deres inneholde minimale mengder av dette proteinet, og det vil bli fordelt over nervevevet på en ganske tilfeldig og jevn måte.

Som eksperimenter av Cummings og teamet hans har vist, er dette faktisk ikke tilfelle. Hjernen til alle hakkespettene inneholdt ganske store mengder tau-protein, og det var mer vanlig i de regionene i hjernen som lå ved siden av de delene av skallen som fikk høyest stress.

"De første hakkespettene dukket opp på jorden for omtrent 25 millioner år siden. Spørsmålet oppstår - hvordan klarte de å leve så lenge hvis deres måte å fôre ikke er trygt for hjernen deres? Det er mulig at deres utvikling ikke stoppet ved hodeskallen, som myker opp slaget, og akkumuleringen av store mengder tau-protein beskytter snarere enn å skade hjernen deres, slik det gjør med hjernerystelse i andre levende ting, avslutter Cummings.

Forskere har funnet ut at hakkespettens hjerne kontinuerlig produserer tau-protein, hvorav en stor mengde er uforenlig med det normale livet.

Farlig skade

Ved det nåværende OL i Sør-Korea demonstrerer profesjonelle idrettsutøvere ferdighetene de har tilegnet seg gjennom årene med utfordrende og utmattende trening. Uten tvil er de stoltheten i landene sine, men det er utøverne som er mest utsatt for hyppige skader.

Som kjent i dag er gjentatt skade ikke mindre farlig enn engangsskade. Dette faktum manifesteres spesielt godt i eksemplet på hjerneskade. I ferd med å fortsette sterke slag mot hjernebarken kan tau-protein akkumuleres i den menneskelige hjerne. I den vanlige mengden utfører den en viktig funksjon i dannelsen av mikrotubuli av den cytoplasmatiske strukturen til celler, men med et overskudd av tau-protein begynner å akkumulere, og blir til en uoppløselig form. En lignende effekt finnes også ofte ved Alzheimers sykdom. Derfor viser forskere interesse for studiet av tau-protein.

Spett ble et av de interessante forskningsobjektene. Deres livsstil og fôringssystem innebærer konstant hardt arbeid for å bryte gjennom trebarken med nebbet for å komme til byttet. Stadige gjentatte slag kan ikke annet enn å påvirke hjernen til hakkespett, fordi kraften i deres slag med nebbet er enormt.

Amerikanske forskere fra Massachusetts undersøkte hjernen til 10 hakkespett fra 5 arter, så vel som svarttrost, som ikke opplever konstant "hjernerystelse", for forsøkets renhet. Fuglenes hjerner ble delt inn i små seksjoner og farget med en spesiell løsning for å oppdage tilstedeværelsen av tau-protein. Analyse under mikroskop gjorde det mulig å fastslå at mengden i hakkespettens hjerne er ganske høy, mens den ikke ble funnet i trostens hjerne.

Til tross for de oppnådde resultatene, er det ingen data om tilstedeværelsen av hjerneskade hos de valgte individene. Som et resultat oppstår spørsmålet, lider hakkespetter i løpet av livet, eller gir tau-proteinet i hjernen deres beskyttelse? Ytterligere undersøkelser bør svare på dette spørsmålet og også bidra til å forstå årsakene til Alzheimers.