Пестрые дятлы могут то, что не могут никакие другие животные: за секунду они наносят 20(!) ударов по дереву! Бойкие птицы долгие годы вдохновляли инженеров. А именно – на создание амортизаторов, ведь ранее ученые предполагали, что для защиты от сотрясения мозга в черепе дятла есть слой губчатой кости, особенно развитый в лобной части и под клювом. Позже эта гипотеза стала утверждением и была взята на вооружение широкой общественностью. Но версия вызывала противоречия: если бы часть черепа либо мыщцы были амортизатором, он снижал бы силу удара, что делало бы процесс более энергозатратным. К тому же это увеличивало бы нагрузку на мозг, от чего должна была предохранять амортизация.
Орнитологи решили разобраться. Недавно в бельгийском Антверпене сняли процесс на высокоскоростную камеру. – Всего 109 видеороликов, на которых засняты два пестрых дятла (Dendrocopos major), две желны (Dryocopus martius) и две хохлатые желны (Dryocopus pileatus). С помощью замедленной съемки ученые отследили положение точек на голове во время ударов. Как было видно на записи, точки на клюве и на глазу (у хохлатых желн была отмечена и точка позади глаза) движется одинаковым отрицательным ускорением при ударе о дерево, а иногда вторая – даже с немного большим. Это означает, что мозг дятла замедляется с такой же скоростью, что и его мозг, а значит, ничто не амортизирует удар о дерево.
Сэм ван Вассенберг и его коллеги создали компьютерную модель действия с учетом анатомических данных дятлов и полученных сведений о скорости замедления черепа при ударах клювом. Гипотетическое наличие амортизатора сильно снижало бы силу удара, что подтвердила компьютерная графика, а увеличение скорости работы или силы удара свело бы действие амортизатора к нулю.
Как же при таких интенсивных ударах предохранен мозг от сотрясения? Все дело в строении черепа. Череп дятла можно сравнить с молотом – идеальный "инструмент для удара". Стенки черепа плотные, а мозг настолько мал, что удары не оказывают на него сколь-нибудь существенного влияния. Ученые рассчитали внутричерепное давление человека при скорости движения черепа в направлении вперед-назад, способной вызвать сотрясение мозга: в передней части головы давление составляет 103 килопаскаля, а в задней – 101 килопаскаль. Несмотря на высокую скорость сагиттального движения головы, давление в черепной коробке дятна на 40%, 61% и 50% меньше значения внутричерепного давления человека.
Но между черепом и надклювьем есть сочленение, надклювье сдвигается относительно черепа. Это практически незаметно, но именно эта особенность позволяет беспроблемно вынуть клюв из сделанного отверстия. Та же группа орнитологов покадрово изучила съемку и дала ответ на вопрос, каким образом дятлам удается работать клювом с такой скоростью, вбивая его в дерево и быстро вытаскивая. Голову дятлы запрокидывают немного назад – всего на несколько градусов, надклювье смещается в противоположную сторону, основание немного приподнимается, а кончик клюва сдвигается назад. Беспрепятственное удаление клюва из дерева обеспечено.
Не только анатомия черепа дятла уникальна. Обычно на лапах птиц по четыре пальца: три повернуты вперед, а один, короткий, назад. Но у дятлов пальцы одинаковой длины и расположены они зеркально: два вперед и два назад. Такое строение идеально для ползания по дереву.
Дятел опирается при ползании и долблении на хвост. Перья хвоста дятла настолько жесткие и острые, что о них можно порезаться.
Дятлы – одиночные и парные птицы. Но не все. Желудевые дятлы сбиваются в стаи. В их "коммунах" нередко происходят "ссоры на бытовой почве", и во время таких выяснений остальные птицы не вмешиваются в конфликт, а лишь с любопытством наблюдают.
Изучение анатомии, физики и поведения этих необычных птиц продолжается. В природе много удивительного, и дятлы, непримечательные на первый взгляд птицы, тому подтверждение.