啄木鳥啄一次樹的速度是音速的1.4倍,為何不得“腦震盪”?

據統計全球約有217種啄木鳥,大部分的啄木鳥都是靠寄生在樹木中的害蟲為食,一隻啄木鳥一天就能吃掉1500只左右的蟲子,而一對啄木鳥就能對13公頃左右的森林進行“維護”,所以啄木鳥相對於育林環保來說,確實稱得上是“森林的醫生”,而啄木鳥奇特的捕食技能卻吸引了不少科學家的興趣。

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啄木鳥

最早對啄木鳥進行系統性研究的來自美國加州大學的精神病學家菲利普·梅,上世紀70年代,菲利普·梅驚奇的發現,啄木鳥在啄樹時它每啄一次的速度能達到每秒500多米,換算過來就相當於空氣中音速的1.4倍了,那麼如此之快的速度為什麼啄木鳥的腦部卻沒有受到損傷,患上我們所說的“腦震盪”呢?

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正在工作的啄木鳥

後來通過對啄木鳥頭骨進行精細的解刨後才發現了其中的一些奧秘,啄木鳥的頭部有一套十分完備的“防震裝置”,啄木鳥的頭顱骨骼十分堅硬,但它的骨質卻十分疏鬆看起來就像是充滿了氣體一樣。

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正在工作的啄木鳥

而且啄木鳥還有一個特性,那就是它有一塊用於“儲藏”舌頭的骨頭,並且整塊舌骨形狀長而怪異,中空的舌骨從自頜骨出發然後在鼻孔處分成兩支,然後繞過整個頭骨再在下顎處合二為一。也就是說啄木鳥的舌頭以及舌骨就像是一個保護裝置一樣包裹了整個大腦,這也能為啄木鳥的“減震”提供一些幫助。

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啄木鳥頭部結構簡示圖

其次,啄木鳥的喙也具有上短下長的特性,並且下喙比上喙更加堅硬且具有極強的韌性,並且要長出一點,這使得啄木鳥在啄擊樹木的時候更多的衝擊力是通過下喙傳到了下顎上,這樣讓腦部所承受的衝擊力也減少。而它奇特的舌骨此時正好充當了“安全帶”,有效的保護了啄木鳥的頸椎,防止來自於下顎強大的衝擊力將其折斷。

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啄木鳥的“減震系統”

正是有了這樣一套完備的骨骼系統,在加上頭部上方可以吸收衝擊力的肌肉,以及脊柱中可以抑制震盪的脊髓,這些也就組成了一套“防震裝置”讓啄木鳥避免了“腦震盪”的風險。當然科學家對啄木鳥的研究可不是止步於弄清原理就行。人們通過對啄木鳥腦部結構的研究,也仿生出了不少安全防護系統。

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啄木鳥

今年7月重慶科技館便承辦了為期3個月左右的,以“仿生”衍生品為主題的科技產品展覽,其中一款運用啄木鳥頭骨構造開發的全新安全帽,一經亮相便備受關注。

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運用仿生啄木鳥製作出來的安全帽


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