啄木鸟"啄木"为何对大脑没有影响
啄木鸟在树上觅食啄木,头部摆动速度达每秒555米,比射出的子弹快1倍多,是时速55公里的汽车的37倍。比音速还要快1。4倍。而且,其啄木频率达每秒15-16次。因此,它头部所受冲击力等于所受重力的1000倍。 试想,时速50公里的汽车撞在一堵砖墙上,车头和砖墙会变得粉碎,但它的冲击力只不过等于所受重力的10倍!为什么啄木鸟不会发生脑震荡呢?
原来,啄木鸟头骨内部有一层坚韧的外脑膜;它有松而充满气体的头骨,大脑周围有一层海绵状骨骼,内含液体,起缓冲和消震作用;它对脑和脑髓之间有一条狭窄的空隙;脑壳周围长满具有减震作用的肌肉;啄木鸟啄木时能把喙尖和头部保持在一条直线上作直线动运。 这样,就...全部
啄木鸟在树上觅食啄木,头部摆动速度达每秒555米,比射出的子弹快1倍多,是时速55公里的汽车的37倍。比音速还要快1。4倍。而且,其啄木频率达每秒15-16次。因此,它头部所受冲击力等于所受重力的1000倍。
试想,时速50公里的汽车撞在一堵砖墙上,车头和砖墙会变得粉碎,但它的冲击力只不过等于所受重力的10倍!为什么啄木鸟不会发生脑震荡呢?
原来,啄木鸟头骨内部有一层坚韧的外脑膜;它有松而充满气体的头骨,大脑周围有一层海绵状骨骼,内含液体,起缓冲和消震作用;它对脑和脑髓之间有一条狭窄的空隙;脑壳周围长满具有减震作用的肌肉;啄木鸟啄木时能把喙尖和头部保持在一条直线上作直线动运。
这样,就构成了啄木鸟精密的防震装置。
清晨,如果你在树林间散步,可能会听到一阵阵清脆的“笃鹿鹿鹿”的声音,这是啄木鸟在啄木时发出的声音。啄木鸟是一个通称,它有200多种,在我国分布有27种。
常见的种类有斑啄木鸟,它的背羽黑色,杂有白色圆点,上腹和两侧白色,下腹部朱红色,雄鸟颈部有一块红斑。还有绿啄木鸟分布也较广。啄木鸟啄木是为了寻找隐藏在树干内的昆虫。在它们的食谱中所列的昆虫大多数都是对林业有害的。
因此,啄木鸟是妇幼皆知的益鸟,并且被人们称为“森林医生”。
啄木鸟善于攀爬树木,它们的脚趾很特别,第二和第三趾朝前,而第一和第四趾向后,像一把双爪钳一样,再加上锐利的趾爪就能牢牢地抓住树皮,在几乎笔直的树干上进退自如,尾羽坚挺而富有弹性,啄木时用利爪抓住树皮,强硬的尾羽撑在树干上起着支架作用,这样身体就能牢靠地固着在树干上。
啄木鸟的嘴坚壮有力,嘴形直,像木匠用的凿子,适于啄木。人们除了对啄木鸟的啄木灭虫感兴趣外,对它的啄木行为也有极大的兴趣。一些有经验的侦破人员常用手指或其它工具不断地敲打墙壁,然后听回声,凭他们的经验,就可以判断出墙壁里面是否有夹层,从而果断地凿开墙壁将内藏物搜出。
啄木鸟似乎也有这套本领,它们在觅食时,飞到树上,用凿形的嘴不停地敲打树木,从这一棵树敲打到另一棵树,一旦觉察到异常的回声后,便将嘴作为钻、锤、凿等不断地迅速啄木,直到啄开树木,然后用它那富有粘性的舌深入凿开的缝隙内,搜捕昆虫。
啄木鸟的头并不太大,那么在平时它的长舌又安置在哪里呢?剥去啄木鸟头部的皮肤,就容易了解这个问题。原来啄木鸟的舌并不太长,但是,它的舌根骨有一条带有弹性的肌腱状的组织,平时这条肌腱状物由颚下向上伸展,绕过枕骨,经头顶骨进入右鼻孔,呼吸主要由左鼻孔承担,当啄木鸟要粘捕昆虫时,这条舌根骨就从后脑及下颚向外滑出,这样就可将舌伸至洞内很深的地方,啄木鸟的舌端是角质的,并且带有倒钓,可以将洞内的虫钩出来。
尽管啄木鸟的嘴是如此的坚直壮实,但是,要凿开坚硬的树木没有速度是不行的。人们发现啄木鸟啄木时嘴的啄木速度可以高达每小时1300公里。但是,啄木鸟每啄一下所花费的时间还不到千分之一秒,这样高的啄木速度和频率,经过折算,就意味着啄木鸟在啄木时它的头脑经受的重力加速度高达1000g,重力加速度是指在地面附近物体由于重力作用而获得的加速度,用g表示,任何物体的重力加速度在同一地点都相同,约为9。
8米/秒2,这简直是令人难以想象的。因为在载人火箭发射时,坐在舱座内的宇航员所受到的重力加速度还不到4g。你可以做一个简单的试验,快速地不断点头,没有几下你就会感到头晕眼花,忍受不了。那么,是什么原因使啄木鸟的脑能承受这样大的重力速度呢?啄木鸟脑的基本结构同其它鸟相比,并没有太大的差异。
人们想到啄木鸟啄木时,在这么大的重力加速度的作用下,要做到脑袋不会被震裂和撕落,除非啄木鸟的头和嘴不产生丝毫歪斜,不受到丝毫扭曲力。经过研究和各种试验证明,啄木鸟的颈部肌肉特别发达,啄木鸟啄木时,是利用头和颈部强壮的肌肉非常协调地运动,以精确的配合动作,致使在整个啄木过程中,啄木鸟的头和嘴的运动轨迹几乎成一条几何直线,这样啄木鸟的头脑就能避免扭曲力的影响。
你见过一些运载蛋类和酒瓶之类易碎物品的箱盒吗?人们在盒子里安排了一个个大小同运载物体相同的格框,将酒瓶或蛋类前后左右和底部框住,使酒瓶和蛋类不能向前后左右晃动,只能垂直上下的动,这样运载物品就不容易破碎了。
啄木鸟头和颈部发达的肌肉限制住头部,不让它在啄木时有左右晃动。如果啄木鸟头和嘴以非常小的角度歪斜,那么它的脑部将被震坏。
人们根据啄木鸟避免扭曲力的原理,研制出一种安全帽,帽内有缚带限制住头部,不使它产生在受到震动或撞击时可能发生的危险性歪斜,从而减少了脑震荡。
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