啄木鸟像运动员一样咕噜咕噜地支撑着身体,以最大限度地提高钻孔能力
一只绒啄木鸟(Dryobates pubescens)即将在美国罗德岛州的一棵硬木树上钻探。图片来源:NM Moody。
(蜘蛛网eeook.com)据生物学家公司:啄木鸟的冲击力很强,用极大的力量敲击木头,减速高达 400 克。现在,研究人员在《实验生物学杂志》上透露,钻孔啄木鸟在敲击木头时会支撑头部、颈部、腹部和尾部肌肉以保持身体僵硬,从而将自己变成锤子,用髋屈肌和前颈肌肉驱动每次冲击。
此外,他们发现,这些鸟儿每次击打木头时都会将呼吸与动作同步,就像网球王牌明星在击球时发出嘈杂的咕噜声以稳定核心肌肉一样。研究团队包括 Nicholas Antonson、Matthew Fuxjager、Stephen Ogunbiyi、Margot Champigneulle 和 Thomas Roberts(均来自美国布朗大学)和鸟鸣专家 Franz Goller(德国明斯特大学)。
为了了解啄木鸟在钻孔时如何使用肌肉,该团队轻轻地捕捉了八只野生绒啄木鸟,并在 3 天内用高速视频拍摄了这些鸟,记录了它们钻孔和敲击一块硬木的过程。
此外,科学家们还测量了鸟类头部、颈部、腹部、尾部和腿部肌肉的电信号,以确定它们何时收缩,因为它们用喙敲击。
研究人员还记录了六只鸟气道部分的气压,以及其中两只鸟通过声带呼出的空气量,以跟踪它们的呼吸,然后再将鸟类送回野外的家。
拼凑信息后,该团队意识到髋屈肌和前颈肌肉至关重要,当鸟类将喙插入树林时,它们会推动它们前进。
“与此同时,其他肌肉似乎起着支撑作用,”安东森说,并解释说,这些鸟儿将头向后仰,并用位于头骨底部和颈后部的三块肌肉支撑。
此外,鸟儿用腹肌稳定身体,还通过弯曲尾部肌肉来准备撞击,然后用它来稳定臀部,在撞击的瞬间将身体固定在树上。
从本质上讲,绒啄木鸟支撑着自己的身体,将自己变成锤子,将喙打入木头。
但啄木鸟不仅仅是一击奇迹,它们还会微调其冲击力,具体取决于它们是用力钻孔还是更轻柔地敲击以传递信息。该团队比较了啄木鸟啄食时肌肉收缩的强度,发现当鸟类钻孔时,前髋屈肌收缩得更厉害——驱动更强烈的冲击力——当它们更轻柔地敲击时,它们就会放松。
最后,研究小组关注啄木鸟的呼吸模式,注意到啄木鸟在喙撞击木头的那一刻用力呼气,仿佛在咕噜咕噜。
“众所周知,这种类型的呼吸模式会产生躯干肌肉组织更大的共同收缩,”安东森说,并补充说咕噜声可以有效地增强每次打击的力量。
该团队还意识到,这些鸟儿的呼吸与每次撞击完美同步,因为它们以每秒高达 13 次的速度更轻柔地敲击,每次快速打击之间吸气一个小呼吸(~40 毫秒)。
啄木鸟在钻孔和敲击时像锤子一样使用整个身体,从喙尖到尾巴,但与网球运动员不同的是,它们的咕噜声被鼓声淹没了。













