啄木鸟

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以头撞树12000次,啄木鸟凭啥不得 [复制链接]

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北京医院皮肤科 http://pf.39.net/bdfyy/bdfzd/150714/4655748.html

时光派抗衰研究院撰稿

作者:三月斋

很多人可能看过这样的视频,一只勤劳的啄木鸟为了过冬,辛苦了一秋天,藏满了一仓库的橡果。橡果颗粒饱满,沾满了勤劳的汗水,十分诱人。

但是,啄木鸟藏冬天口粮的地方,竟是人类设下的陷阱。人类在藏橡果的地方底下,用刀子一划,成堆的橡果哗啦啦的往下落。

啄木鸟辛苦一秋天,天天啄破脑袋的成果,就被人类轻易偷走了。人家鹈鹕捕鱼,主人还给它们留一点,啄木鸟是分文不剩。

我觉得,这干的根本不是人事儿!

我为什么为啄木鸟愤愤不平,除了橡果数量多之外,更是可怜啄木鸟获取食物之难,简直是拿头换来的。

众所周知,啄木鸟依靠啄击树木,捕捉藏在树干里的昆虫为生。这生存之难,捕捉之艰辛,非三言两语能说清。

大家可能没有直观感受,不妨设身处地的想象一下,把自己的嘴比作啄木鸟的喙,以一秒20下的频率啄树。此时自己的嘴,化身成锤子钉子,不断的撞击树干.....那是怎样一幅满嘴鲜血,头破血流的场景。

更震撼的在于,啄击树木所需要的速度为每小时28.8千米。这是一个啥概念呢?大概是你需要以国家二级运动员的速度全力冲刺,以头撞树才能达到的效果。

而这样的以头撞树,每天需要撞一万两千次。

人类别说次,就是撞一次,恐怕就得撞头而亡,但是啄木鸟却连脑震荡都没有。这是为什么呢?还得从大脑的结构说起。

大脑非常脆弱,脆弱到让我们感到害怕

如果你把大脑放在桌上,你会发现一团类似豆腐的肉团,在地心引力作用下,从半圆形渐渐塌成一滩肉泥,摊平在桌面上,从肉团变成肉饼。

大脑很像豆腐,因此有“豆腐脑”这个词,但也不完全像,因为豆腐在桌面上可不会塌下去。有教授说大脑像布丁,有几分相像,但大脑也没有脆弱到一触即化的地步。大脑更像是介于豆腐和布丁之间的东西,质地特别脆弱。

大脑是人类最重要的器官,也是最脆弱的器官。有人问:大脑脆弱得像豆腐布丁,把它放进头颅中,按理说,只需要猛烈的摇头,豆腐布丁就会烂个稀碎,为什么大脑还能完好无损呢?这就涉及到大脑保护机制了。

颅骨、硬软脑膜、蛛网膜组成了四道防线

大脑是经不住外界任何的物理打击的,别说撞击,就是一个脑瓜崩都不行,因此需要一个强力的外壳,颅骨就基本满足了需求。颅骨质地坚硬,而且圆形的外形符合卸力的力学原理,保证了大脑基本生存。

光有颅骨也不行,这就好比套个铁桶去撞墙,铁桶的内壁也会造成不小的伤害。因此大脑进化了三层的缓冲装置。

第一层是硬脑膜,它有两片,位于颅骨的下方,一方面辅助颅骨缓冲外界所受到的冲击,另一方面缓冲内部的冲击。

第二层是蛛网膜,位于硬脑膜的下方。它是一层皮肤组织,具有十足的弹性,充满了脑髓液体,它就像无数船锚一样稳固大脑的位置,让大脑不至于乱飘。

第三层是软脑膜,位于蛛网膜的下方。它包围着大脑,具有丰富的血管和组织液,它能够配合其他结构缓冲外界带来的伤害。同时,它还给大脑提供丰富的营养和氧气,可谓是贴心的随身管家。

大脑有了颅骨和三层缓冲的保护,有了一定的安全保障,但并非万无一失。头颅遭受了剧烈的钝器打击,力量仍然传导到大脑,就会引起脑震荡。

但有的动物,因为要适应生存,在此基础上进化出了更加完备的大脑保护装置。例如山羊梅花鹿为了求偶,进化出更厚的头颅和角,厚头龙为了对付捕猎者,进化出25厘米厚的头骨,子弹都打不透。

而其中,装置最精巧的,当属啄木鸟。

啄木鸟进化了4层机制

之前我们提到,啄木鸟啄树相当于国家二级运动员全力冲刺,拿脑袋撞墙的效果。因此,为了减缓冲击力带来的伤害,啄木鸟进化出了4层保护机制。

1、大脑的质量和体积变小

大货车的刹车难度肯定比轿车来的大,大脑也是如此。一个更小的大脑,“加速和刹车”所需的能量更小,防止因晃动产生扭力过大,导致脑膜撕裂而引起脑震荡。

图:大脑的体积变小

另外,体积变小意味着“比表面积”变大,施加在大脑上的压力就更容易分散。打个比方,胸口碎大石下面往往要放一大排针,才会比较安全,要是只放一根针,胸口早被扎透了

2、脑后的缓冲组织变多

后脑勺是大脑的“着床部”,是啄击过程中力的主要施加者。啄木鸟想方设法降低力的影响,因此在脑后进化出更厚的缓冲物质。如下图的红色部分,是由大块的蛛网膜组成,富有弹性的膜状组织包含着脑髓液,能有效减少啄击时带来的缓冲。让车祸般的力道绵软成碰碰车。

3、眼瓣膜瞬间关闭

啄木鸟啄击树木时,冲力巨大,一不小心就会伤及视网膜,出现晶状体破损、眼充血,严重者整个眼球都会飞出来。为了防止该情况出现,啄木鸟演化出独立于眼皮的眼瓣膜。当啄击将要发生之前,眼瓣膜会自动闭上,防止眼球飞出来的同时,还能阻挡溅出来的木屑伤害到眼睛。可谓一举两得。

4、超长的舌骨装置,提供度防护

要说啄木鸟最奇特的保护装置,当属超长的舌骨!舌骨,顾名思义,是由软骨支撑起来的舌头,形状如食蚁兽。舌头的根部有倒钩装置,专门用来勾住藏在树干深处的毛虫。

除了捕食外,舌骨还沿着整个头部环绕了一圈,在皮下充当减震器的作用。鸟嘴撞击树木后,动能将随着舌骨传导到全身,只留一小部分到头颅。

据测算,舌骨和下巴能导走95%的力道到身体,只剩5%留在头部。而其中3%的动能以热量形式停留在头部,所以才会出现啄木鸟每啄击几秒钟就停顿一会儿,那并不是因为累了,而是头脑发热。啄木鸟的舌头有多长呢?请看下图感受一些。

我滴个乖乖,要不要如此吓人。听说这玩意儿每秒能伸出来20余次,可以说是富婆快乐舌了。

人类正在研究啄木鸟牌头盔

达尔文在《物种起源》赞叹道:啄木鸟啄击树木,并从树的缝隙里面捕捉昆虫,再也没有比这更精巧的例子了。

可见啄木鸟头部结构之复杂。事实上,根据进化论观点,啄木鸟并不是一开始就会啄树,是那些不会啄树的灭亡了,或者分化成了别的物种。这种进化持续了数千万年。

这种“耐撞”的特性引起人类莫大的兴趣,目前正根据仿生学设计头盔,相信不久的未来,啄木鸟派头盔就要投入市场,你期待吗?

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