Мышечные движения и дыхание объединяются, чтобы придать этим птицам их культовое ударное движение
Скрытые за всем этим грохотом, дятлы тихо кряхтят-кряхтят-кряхтят.
Птицы выдыхают каждый раз, когда ударяют клювом по коре дерева. Звук похож на хрюканье теннисиста при ударе по мячу. Дятлы приравнивают эти выдохи к движениям своих мышц. И это позволяет им долбить с удивительно постоянной скоростью.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Experimental Biology 6 ноября.
Дятлы известны тем, что долбят по деревьям очень быстро и очень сильно. Они бьют по дереву сотни раз в минуту с усилием, в 20-30 раз превышающим их вес. До сих пор большинство исследований было сосредоточено на том, как дятлы делают это, не повреждая головы. В новом исследовании просто задавался вопрос: как дятлы вообще это делают?
Задача не из легких
Клювование может показаться простым движением вперед-назад. Но “на самом деле это очень сложное, искусное поведение”, — говорит Николас Антонсон. Это включает в себя “движение мышц по всему телу”, — говорит он. Антонсон изучает поведение животных в Университете Брауна в Провиденсе, штат Пенсильвания.
Он был частью команды, которая использовала специальный сачок, чтобы аккуратно поймать восемь диких пушистых дятлов (Dryobates pubescens). Они собрали этих птиц в кампусе Брауна и его окрестностях.Чтобы узнать о движениях птиц, ученые вставили электроды в их мышцы. Эти устройства улавливали слабые электрические сигналы, когда мышцы птиц сокращались. На каждой птице был надет крошечный рюкзачок, в который записывались данные с электродов. В то же время камера снимала на высокой скорости движения птиц.Исследователи наблюдали за дятлами в течение получаса. Они увидели, как птицы сверлят, что обычно используется для того, чтобы тыкать и копать. Они также наблюдали, как птицы постукивают друг о друга, общаясь. Через несколько дней ученые выпустили птиц обратно в дикую природу.
Глубокое дыхание
Дятлы барабанят слишком громко, чтобы можно было расслышать что-либо, кроме ударов клювом по дереву. Но в этом ролике исследователи преобразовали данные о дыхательной системе птиц в звук. Это позволяет нам “слышать” их дыхание во время клева.
Забивание молотком
Тщательный осмотр электрода и видеоматериалов показал, что мышцы и дыхание дятлов работают в гармонии. Это позволяет птичьим головам двигаться подобно молоткам.
Когда люди используют молоток, мышцы на тыльной стороне запястья напрягаются. Это сокращает потери энергии при ударе по чему-либо. Исследователи заметили аналогичное напряжение в шейных мышцах некоторых дятлов. “Удивительно, — говорит Антонсон, — насколько это похоже на то, как мы отбиваем клюв”.
Другие мышцы играют особую роль в движении клюва. Перед тем, как нанести удар, птицы, казалось, удерживали равновесие с помощью мышц хвоста. Сила удара зависит от одной мышцы бедра.
Отдельные мышцы головы и шеи помогают отводить голову назад после каждого удара. Эти мышцы активируются раньше, чем другие завершают движение вперед. Перекрывающиеся сокращения могут помочь сгладить возвратно-поступательные движения дятлов во время быстрого барабанного соло.
Команда также наблюдала за дыханием дятлов, чтобы понять, прилагают ли они больше усилий, как тяжелоатлеты или теннисисты. Тяжелоатлеты задерживают дыхание, когда сгибаются. Теннисисты, в свою очередь, выдыхают большими движениями.Оказалось, что пушистые дятлы похожи на теннисистов. Они могут наносить удары и выдыхать до 13 раз в секунду. Между каждым ударом птицы делают вдох, который длится всего 40 миллисекунд. Это в 10 раз быстрее, чем моргают некоторые люди! По словам Антонсона, время движения оставалось удивительно постоянным при многократном нажатии.
Вид с высоты птичьего полета
Певчие птицы, как известно, делают небольшие вдохи во время пения. Дятлы, делающие то же самое, предполагают, что их клев, когда они находятся в обществе, может быть больше похож на пение, чем думали эксперты, говорит Дэниел Тобиански. Он не принимал участия в новом исследовании. Он изучает мозг и поведение птиц в колледже Провиденс на Род-Айленде.
В исследованиях на животных часто упускают из виду такие виды речевой коммуникации, как поклевывание, говорит Тобиански. Обнаружение сходства между барабанным боем и пением птиц может помочь ученым понять, как эволюционировали эти формы поведения.
