Як дятли витримують удари: вчені розкрили секрет птахів

Дятли пробивають тверду деревину із силою, що перевищує їхню власну вагу у 30 разів, здійснюючи до 13 ударів на секунду. Біолог Ніколас Антонсон з Університету Брауна та його колеги вирішили з'ясувати, як птахи витримують такі навантаження.

Для дослідження вчені гуманно зловили вісім диких малих строкатих дятлів і обережно вставили електроди в їхні м'язи. Електроди передавали сигнали до крихітного рюкзака, який фіксував електричні імпульси від м'язів під час долбіння. Дослідники також перевірили, чи затримують дятли подих під час удару або видихають, вивчаючи потік повітря через повітряні мішки птахів — невеликі структури, які допомагають їм дихати. Поєднуючи ці вимірювання з високошвидкісним відео, науковці відстежували кожен удар з точністю до чотирьох мілісекунд.

Виявилося, що дятли активують кожен м'яз від голови до хвоста. Птахи використовують потужні згиначі стегон для руху вперед, напружують хвіст та черевні м'язи для підготовки до удару, а також напружують потилицю та шию при контакті — подібно до того, як людина напружує зап'ястя під час забивання цвяха. Потім вони задіюють інший набір м'язів стегон та шиї для відведення назад.

Дятли також ідеально синхронізують удари з різкими видихами як ще один спосіб стабілізації м'язів кора та посилення ударів. «Здатність видихати 13 разів на секунду та вдихати протягом 40 мілісекунд справді вражає», — пояснює Антонсон. Співочі птахи, які не є близькими родичами дятлів, — єдині інші птахи, які так точно синхронізують подих під час співу.

«Долбіння — це вправа для всього тіла», — каже біолог Ніколь Акерманс з Університету Алабами, яка вивчає пошкодження мозку у дятлів. Координація мікроподихів із напруженням м'язів та створення молотоподібної структури у всьому тілі є унікальним підходом.