Cum pot ciocănitoarele să lovească copacii în mod repetat fără dureri de cap

• Ciocănitoarele au inspirat chiar și ingineria materialelor și echipamentelor care absorb șocurile, cum ar fi căștile de fotbal american.
• Cercetătorii au descoperit că ciocănitoarele nu absorb șocurile în timpul ciugulitului și probabil că nu suferă contuzii folosindu-și capul ca pe un ciocan.
• Ținând cont de acest lucru, cercetătorii au analizat înregistrări video de mare viteză cu șase ciocănitori (trei specii, câte două păsări fiecare) care lovesc cu ciocul într-un copac.

Privind o ciocănitoare care se izbește în mod repetat cu fața de un copac, este greu să nu te întrebi cum de creierul ei rămâne intact.

De ani de zile, teoria predominantă a fost că structurile din interiorul și din jurul craniului ciocănitoarei absorb șocurile create în timpul ciocănitului. „Blogurile și panourile de informare de la grădinile zoologice prezintă toate acest lucru ca fiind un fapt – că absorbția șocurilor are loc la ciocănitoare”, a declarat Sam Van Wassenbergh, biolog la Universitatea din Anvers.

Ciocănitoarele au inspirat chiar și ingineria materialelor și echipamentelor care absorb șocurile, cum ar fi căștile de fotbal american, scrie The New York Times.

Dar acum, după ce au analizat imagini de mare viteză cu ciocănitori în acțiune, Dr. Van Wassenbergh și colegii săi contestă această credință de lungă durată. Aceștia au descoperit că ciocănitoarele nu absorb șocurile în timpul ciugulitului și probabil că nu suferă contuzii folosindu-și capul ca pe un ciocan. Lucrarea lor a fost publicată joi în Current Biology.

Ciocănitoarele nu absorb șocul

Atunci când o ciocănitoare își lovește ciocul de copac, aceasta generează un șoc. Dacă ceva din craniul ciocănitoarei ar absorbi aceste șocuri înainte ca ele să ajungă la creier – la fel cum airbag-ul unei mașini absoarbe șocurile într-un accident înainte ca acestea să ajungă la pasager – atunci, la impact, capul ciocănitoarei ar decelera în comparație cu ciocul său.

Ținând cont de acest lucru, cercetătorii au analizat înregistrări video de mare viteză cu șase ciocănitori (trei specii, câte două păsări fiecare) care lovesc cu ciocul într-un copac. Aceștia au urmărit două puncte de pe ciocul fiecărei păsări și un punct de pe ochi pentru a marca locația creierului său. Ei au constatat că ochiul decelera cu aceeași viteză ca și ciocul și, în câteva cazuri, chiar mai repede, ceea ce înseamnă că – cel puțin – ciocănitoarea nu absorbea niciun șoc în timpul ciocănitului.

Dr. Van Wassenbergh a declarat că, dacă ciocănitoarea absorbea o parte din șocul pe care încerca să-l transmită copacului, „ar fi fost o risipă de energie prețioasă pentru păsări. Ciocănitoarele au trecut prin milioane de ani de evoluție pentru a minimiza absorbția șocurilor”.

Maja Mielke, biolog la Universitatea din Antwerp și coautor al studiului, a adăugat că, asemenea unui ciocan, craniul ciocănitoarei este „într-adevăr optimizat pentru performanța de a ciuguli”.

Ce se întâmplă defapt

Dar odată cu rezolvarea unui mister a apărut un altul: Cum rezistă creierul ciocănitoarei la acest șoc repetat?

Pentru a calcula presiunea din craniul păsărilor, cercetătorii au creat un model computațional bazat pe mișcarea de ciugulire și pe forma și dimensiunea craniului, și au descoperit că presiunea creată era cu mult sub cea care ar provoca o comoție la o primată. De fapt, păsările ar trebui să lovească un copac cu o viteză de două ori mai mare decât viteza lor actuală – sau să lovească un lemn de patru ori mai rigid – pentru a suferi o comoție cerebrală.

„Uităm că ciocănitoarele sunt considerabil mai mici decât oamenii”, a declarat Dr. Van Wassenbergh. „Animalele mai mici pot rezista la decelerații mai mari. Gândiți-vă la o muscă care lovește un geam și apoi zboară din nou”.

„În mod tradițional, atunci când oamenii emiteau ipoteze cu privire la modul în care funcționează animalele, de multe ori nici măcar nu se uitau la animalul viu, ci doar scoteau oase dintr-un sertar”, a declarat Michael Granatosky, care studiază biomecanica evolutivă la Institutul de Tehnologie din New York și care nu a fost implicat în studiu.

Dr. Granatosky consideră că această lucrare este un exemplu despre cât de multe lucruri mai sunt de descoperit. „Există toate aceste lucruri pe care credem că le știm și pur și simplu nu le știm”, a spus el.

Mai sunt multe de descoperit

Dar descoperirile nu răspund la toate întrebările despre păsări – de exemplu, cum menține o ciocănitoare o asemenea rigiditate între craniu și cioc în timpul ciugulitului și ce alți factori ar putea fi implicați care ar putea atenua posibilele leziuni ale creierului.

„Trebuie să vă gândiți la complexitatea acestor sisteme”, a declarat Ryan Felice, un biolog evoluționist de la University College London care nu a fost implicat în studiu. „Nu este vorba doar de oase și mușchi, ci poate de cantitatea de lichid din creier și de presiunea sângelui și chiar de capacitatea de a vindeca neuronii deteriorați”.

Mielke vede această lucrare ca pe un apel la acțiune pentru oamenii de știință din orice domeniu de cercetare. „Întotdeauna merită să ne uităm la fenomene pe care credem că le înțelegem deja, pentru că, uneori, pot apărea surprize”, a spus ea. „Intuiția ne poate păcăli”.