Орнитологи обнаружили, что под кератиновой каской шлемоклювого калао, крупной птицы-носорога из Юго-Восточной Азии, располагается очень плотная костная ткань с утолщенными трабекулами. Это придает черепу ударопрочность и устойчивость к выпучиванию. Благодаря этой анатомической особенности шлемоклювые калао могут сталкиваться головами на лету во время воздушных сражений за территорию. Результаты исследования были представлены на конференции Общества экспериментальной биологии, проходившей в Праге.
У многих птиц-носорогов (Bucerotidae) на голове расположены роговые выросты причудливой формы. Как правило, эти конструкции пористые внутри и достаточно легкие. Однако у одного вида, шлемоклювого калао (Rhinoplax vigil), который обитает в лесах Малайского полуострова, Суматры и Борнео, каска на голове состоит из плотного и тяжелого кератина. Из-за подобного строения черепа на него приходится 11 процентов от общей массы птицы. Предполагается, что шлемоклювые калао (по одним данным — только самцы, а по другим — особи обоих полов) используют каски для воздушных сражений, в ходе которых конкуренты на лету на высокой скорости сталкиваются головами (точнее, прямо срезанными передними поверхностями касок). Победитель получает доступ к территории с плодоносящими деревьями.
Плотный материал, из которого состоят каски шлемоклювых калао (его иногда называют «красной слоновой костью»), издавна используется в Восточной Азии для изготовления разнообразных поделок и безделушек. В конце XX века спрос на такие изделия среди богатых жителей Китая резко увеличился. В результате на шлемоклювых калао стали активно охотиться, что в сочетании с вырубкой лесов привело к почти полному вымиранию этих необычных птиц. По оценке Международного союза охраны природы, вид относится к числу находящихся на грани полного исчезновения (Critically Endangered, CR).
Команда орнитологов под руководством Мейсона Дина (Mason Dean) из Городского университета Гонконга решила больше узнать об анатомии шлемоклювых калао. Для этого исследователи изучили черепа нескольких представителей вида, в том числе конфискованные у контрабандистов, с помощью микрокомпьютерной томографии.
Выяснилось, что под передней частью каски у шлемоклювых калао располагается участок очень плотной костной ткани со сложной сетью утолщенных трабекул. Они намного толще, чем у других птиц-носорогов или представителей близких групп. Более того, костные трабекулы в черепе шлемоклювых калао в среднем такие же толстые, как в бедренной кости слона (или даже толще). Это противоречит устоявшимся представлениям о том, что чем крупнее животное, тем выше толщина его трабекул. Уплотненная костная ткань поддерживает ударную поверхность черепа калао, обеспечивая ей высокую прочность и устойчивость к выпучиванию. Благодаря этому птицы могут сталкиваться касками на высокой скорости без вреда для себя.
Дин и его соавторы надеются, что их исследование поможет лучше понять биологию шлемоклювых калао, изучать которых в естественной среде обитания непросто из-за скрытности и редкости этих птиц. Кроме того, оно может вдохновить исследователей на разработку новых ударопрочных материалов.
Несколько лет назад орнитологи опровергли популярное представление о том, что дятлы избегают сотрясения мозга за счет поглощения энергии удара губчатыми костями черепа. Анализ высокоскоростных записей показал, что в голове этих птиц нет никакого амортизатора. А если бы он все-таки был, то просто снизил бы эффективность ударов клюва по дереву и помешал дятлам добывать пищу и выдалбливать дупла. По мнению ученых, дятлы не нуждаются в амортизаторе внутри черепа, поскольку их внутричерепное давление во время удара намного ниже порога сотрясения мозга.