Кълвачите наистина знаят как да се справят с по-тежки от тях противници. Тези горски птици могат да атакуват дърво със скорост от около 24 км/ч с мощните си клюнове. За да постигнат това, кълвачите по същество се превръщат в чукове, като напрягат мускулите на главата, шията, корема и опашката си, за да задържат телата си напълно неподвижни, когато удрят по дървото.
Снимка: iStock
Въпреки че всеки удар се задвижва от мускулите на бедрото и предната част на врата, биолозите са открили, че тук действа и дихателна сила. Подобно на тенис звездите, които издават звуци, за да синхронизират и стабилизират тялото си и да ударят топката, кълвачите също синхронизират дишането си с движението си, когато удрят дървото. Резултатите са подробно описани в проучване, публикувано в "Journal of Experimental Biology". "Вълнуващото при кълвачите е, че те превръщат кълването, което виждаме при всички птици, в екстремно", казва Никълъс Антънсън, съавтор на проучването, постдокторант в NSF, Браунски университет и интегративен биолог, пред "Popular Science". "Тези екстремни изпълнения са чудесни за изучаване в биологията, защото ни дават по-добро разбиране за това как обикновените движения се организират и координират, когато се прилагат при задачи с висока интензивност."
Светът на кълвача
Кълвачите са добре приспособени към живота си сред дърветата – от човките до краката си. Два от пръстите им сочат навътре, а другите два – назад, със заострени нокти. С тези крака те могат да се катерят по дървесните стволове, за да търсят храна и подслон.
Повечето видове птици използват кълване, за да намерят храна. Кълвачите обаче използват характерното си кълване и за да копаят гнезда, и за да покажат на другите животни какъв вид са и че са готови да защитят територията си. "Тези барабанещи взаимодействия са подобни на пеенето на други птици и кълвачите могат да оценяват качеството си въз основа на уменията си като барабанисти", казва Антънсън. "Те също така генерират много силни удари, когато изпълняват тези поведения."
Асове във викането
За да научат повече за това как кълвачите използват тези мускули, когато пробиват дърво, Антънсън и екипът му улавят осем диви пухкави кълвача (Picoides pubescens). В продължение на три дни те заснемат птиците с високоскоростна камера, записвайки как пробиват и кълват парче твърда дървесина. Докато записва, екипът измерва електрическите сигнали в мускулите, които контролират главата, шията, корема, опашката и краката на птиците, за да види кога се свиват, докато птиците удрят с човките си.
Снимка: iStock
Освен това, те записват въздушното налягане в една част от дихателните пътища на шест птици и количеството въздух, което две от тях издишват през гласовите си кутии. Това им помага да проследят дишането на птиците, преди да ги върнат в дивата природа.
Още: Под заплаха: Ще изчезнат ли половината видове птици и арктическите тюлени
Екипът установява, че мускулите на таза и предната част на врата са от съществено значение. Те тласкат птиците напред, докато забиват човките си в дървото. Другите мускули изглежда играят по-скоро поддържаща роля. Антънсън казва, че птиците накланят главите си назад и се подкрепят с три мускула, които се намират в основата на черепа и задната част на врата. Изглежда, че те подкрепят цялото си тяло, за да се превърнат в чук. А дишането помага.
Снимка: iStock
"Кълвачите издишват при всеки удар", обяснява Антънсън. "Показахме, че те издишват точно в момента, в който докосват дървото, подобно на тенисистите, които издишват, когато удрят топката. Вероятно това се дължи на факта, че тази атлетична стратегия стабилизира тялото им и може да увеличи силата на удара и в двата случая."
Още: Ново изследване: Смяната на пола при птиците е по-често срещана
Птиците също така перфектно синхронизират дишането си с всеки удар, с честота до 13 удара в секунда. Те правят мини-вдишване (около 40 милисекунди) между всеки бърз удар. Въпреки това, трудно е да се чуе, тъй като звукът се заглушава от барабаненето.
Снимка: iStock
Като барабанисти, кълвачите не са просто "еднохитови чудеса". Те фино настройват силата на ударите си, в зависимост от това дали кълват по-леко, за да изпратят съобщение, или кълват силно. Когато екипът сравнява силата на мускулните контракции, докато кълвачите кълват, те откриват, че предният мускул на бедрото се свива по-силно, докато птиците кълват. Тази контракция помага на птиците да нанасят по-силни удари. Мускулите след това се отпускат, когато чукат по-леко.
Още: Учени разкриха ключова мутация в гена на пойните птици
"Това е усилие на цялото тяло, което изисква строга координация на мускулите от опашката до бедрата, коремните мускули, врата и главата в прецизно синхронизиране с дишането, което ги превръща в чук на природата и прави тези удари толкова ефективни", казва Антънсън, цитиран от "Popular Science".
Ритмичното чукане продължава
Снимка: iStock
В бъдещи проучвания екипът се надява да види как това чукане варира при други видове кълвачи. Някои от тях могат да удрят дори по-бързо от пухкавите кълвачи в това проучване.
"Един вид е способен да барабани с честота до 40 удара в секунда", казва Антънсън. "Би било интересно да видим дали мускулната координация и издишването при всеки удар, които наблюдавахме в нашето проучване, се запазват и при тази още по-голяма екстремност, или дали този вид потенциално използва различна физиологична стратегия."
Цялото проучване ще откриете в "Journal of Experimental Biology".
