Знаковий звук дятла, який стукає по стовбуру дерева, може здатися простою дією, але нове дослідження показує складний зв’язок між м’язами та диханням, що дозволяє цим птахам виконувати дії, які потребують неймовірної сили. Хоча більшість досліджень зосереджено на тому, як дятли уникають травм головного мозку від повторних ударів, цей останній аналіз, опублікований у Journal of Experimental Biology, досліджує, чому вони взагалі можуть стукати, розкриваючи процес, надзвичайно схожий на забивання цвяхів людиною.
Вражаюча робота всього тіла
Дятли можуть наносити удари сотні разів на хвилину із силою, що у 20–30 разів перевищує вагу їхнього тіла. Однак це не просто повторювані рухи головою. «Насправді це дуже складна та вміла поведінка, яка передбачає рух м’язів по всьому тілу», — пояснює Ніколас Антонсон, поведінковий фізіолог з Університету Брауна. Під їхнім впізнаваним «ром-пум-пум» є більш тихе «хрюкання-хрюкання», звук птаха, що видихає з кожним ударом, схоже на стогін тенісиста під час удару.
Відстеження рухів дятла
Щоб зрозуміти цю складну систему, Антонсон і його колеги зловили вісім диких сіроголових дятлів (Dryobates pubescens) на території Університету Брауна та в околицях. Вони стратегічно вставили електроди у вісім різних м’язів, які вимірювали електричні сигнали, що вказують на скорочення м’язів. Протягом 30-хвилинних періодів спостереження дятли свердлили (використовували для зондування та копання) і стукали (використовували для зв’язку), одягаючи крихітні, виготовлені на замовлення рюкзаки, які записували електричні сигнали, синхронізовані з високошвидкісним відеозаписом зі швидкістю 250 кадрів на секунду. Після кількох днів спостереження та одужання птахів відпустили.
Подібність до забивання цвяхів людиною
Дослідження виявило точну хореографію м’язів і дихання, яка перетворює птаха на високоефективну машину для постукування. Подібно до того, як люди напружують м’язи зап’ястя, щоб мінімізувати втрату енергії під час забивання цвяхів, дослідники спостерігали подібну напругу в деяких м’язах шиї дятла. Зокрема, вони виявили:
- М’язи хвоста для стабільності: птахи використовують м’язи хвоста, щоб стабілізувати себе безпосередньо перед ударом.
- Потужність м’язів стегна: Сила удару головним чином визначається одним м’язом стегна.
- **Координація м’язів голови та шиї: ** Окремі м’язи голови та шиї відтягують голову назад після кожного удару, скорочуючись до того, як інші м’язи завершать рух вперед, згладжуючи швидке постукування.
Роль дихання
Дослідники також вивчали потік повітря через сиринкс (гортань птахів), щоб визначити, чи дятли затримують дихання під час удару чи видихають під час руху. Подібно до важкоатлетів, затримка дихання стабілізує основні м’язи під час руху, але сиві дятли скористалися підходом тенісистів. Вони можуть бити і видихати до 13 разів на секунду, вдихаючи протягом короткого періоду в 40 мілісекунд між кожним ударом. Дивно, але ця синхронізація залишалася постійною протягом кількох ударів.
Наслідки для розуміння спілкування птахів
Результати дослідження показують, що постукування може бути більше схожим на спів, ніж вважалося раніше. Співочі птахи використовують міні-дихання для підтримки своїх довгих мелодій. Ця практика, яку здійснюють сіроголові дятли, дає уявлення про еволюцію неголосової акустичної комунікації, області, яка часто не помічається в дослідженнях на тваринах.
Отримавши можливість «зазирнути під капот» сивоголового дятла, Антонсон планує продовжити вивчення механізмів екстремальної поведінки інших видів, щоб побачити, які ідеї вони можуть надати.
Дослідження підкреслює складність і елегантність постукування дятла, демонструючи, що навіть, здавалося б, проста поведінка вимагає складної координації м’язів і дихання. Цей новий погляд на механіку стукання дятла дає цінну інформацію про фізіологію та спілкування тварин, розширюючи наше розуміння світу природи.
