認識を覆せ！キツツキが「安全ヘルメット」を着用せずに木に衝突

キツツキの頭のスポンジ状の骨は衝撃から脳を守るクッションの役割を果たすとよく考えられていますが、実際にはキツツキの頭蓋骨はハンマーのように硬いのです。

アカゲラは雛に餌を与えるために餌を探し回った後、木の穴に戻ってきます。写真提供：新華社記者楊青

新たな研究によると、キツツキの頭蓋骨は衝撃を和らげるためではなく、より強力かつ効率的に木を叩くために設計されているようだ。

キツツキはコミュニケーションをとったり、食べ物を探したり、巣を作ったりするために、くちばしで木の幹を叩きます。鳥の脳とくちばしの間にある海綿状の骨は、かつては脳を繰り返し受ける衝撃から守るクッションの役割をしていると考えられていた。

しかし、この組織は実際には、よく設計されたハンマーのように、最小限のエネルギー消費で素早く深く打つことを助けていると、ベルギーのアントワープ大学のサム・ヴァン・ワッセンベルグ氏は言う。

「この衝撃吸収理論は意味をなさないと感じていた」と彼は語った。 「衝撃吸収機能付きのハンマーは悪いハンマーだ。」

ヴァン・ワッセンバーグ氏とその同僚は、クマゲラ2種、キタクマゲラ2種、アカゲラ2種を含む、飼育下のキツツキ類6種が木を叩いている様子を撮影した高速度ビデオ109本を分析した。

研究者たちは、くちばしが木にぶつかってから数ミリ秒以内に、鳥の目と頭がくちばしとほぼ同じ速度で動いたことを発見した。つまり、目の前の海綿骨は圧縮されておらず、衝撃を吸収していなかったということだ。

その後、研究チームはキツツキのデジタルモデルを作成し、海綿骨が圧迫された場合に何が起こるかをテストした。バン・ワッセンバーグ氏は、クッションによって脳への衝撃が軽減される一方で、鳥のくちばしが木に深く食い込むこともできなくなると話す。

実際、鳥が木に深く突き刺さるためには、より強く木にぶつかる必要があり、衝撃吸収の利点が打ち消されてしまいます。

衝撃吸収性が欠けているにもかかわらず、衝撃が十分に強くなかったため、鳥の脳は脳震盪を起こす危険がないことを研究チームは発見した。

キツツキの脳は、その大きさと重さから判断すると、液体で満たされた頭蓋骨の中にあり、通常の2倍の速度で木にぶつかった場合、または天然木よりも4倍硬い表面にぶつかった場合にのみ損傷を受ける。

「小さな生物がこのような巨大な力に耐えられるのは普通のことだ」とヴァン・ワッセンベルグ氏は言う。彼はそれを、ハエがもっと力強く窓にぶつかることに例え、「ハエは飛び立ってまた飛び立つだけだ」と語った。

「海綿骨」という用語は、骨が柔らかい、あるいは圧縮可能であることを意味するものではない、と彼は述べた。むしろ、骨は多孔質で軽量であったことを示唆しており、これは飛行能力のある鳥にとって非常に重要だ。 「骨は必要な機能を果たすのに十分な強さを持っています。」

関連論文は7月14日にCurrent Biology誌に掲載された。

出典：中国科学日報

編集者: ウー・トン

レビュー: 王飛

最終審査員：陳磊