أكثر صلابة من خوذات الأمان ، منقار طائر نقَّار الخشب الأشبه بالمطرقة الفولاذية

 

مصدر الصورة: © patrick / stock.adobe.com

لطالما تساءل العلماء كيف يمكن لنقار الخشب أن يدقوا مناقيرهم بشكل متكرر على جذوع الأشجار دون الإضرار بأدمغتهم. أدى ذلك إلى فكرة أن جماجمهم يجب أن تتصرف مثل خوذات ممتصة للصدمات. الآن ، قام الباحثون الذين نشروا في مجلة كارنت بايلوجي في 14 يوليو بدحض هذه الفكرة ، قائلين إن رؤوسهم تتصرف مثل المطارق الصلبة. في الواقع ، تظهر حساباتهم أن أي امتصاص للصدمات من شأنه أن يعيق قدرات نقار الخشب على النقر.

يقول "سام فان واسنبيرغ" من جامعة انتويربن ببلجيكا: "من خلال تحليل مقاطع الفيديو عالية السرعة لثلاثة أنواع من نقار الخشب ، وجدنا أن نقار الخشب لا يمتص صدمة تأثير الشجرة".

قام "فان واسنبيرغ" وزملاؤه أولاً بتحديد مقدار تباطؤ التأثير أثناء النقر في ثلاثة أنواع من نقار الخشب. استخدموا البيانات لبناء نماذج ميكانيكية حيوية ، مما أدى بهم إلى استنتاج مفاده أن أي امتصاص للصدمات من قبل الجمجمة سيكون غير ملائم للطيور.

ولكن إذا كانت جماجمهم لا تعمل كممتص للصدمات ، فهل يؤدي النقر الغاضب إلى تعريض أدمغتهم للخطر؟ اتضح أنه ليس كذلك. في حين أن صدمة التباطؤ مع كل نقرة تتجاوز العتبة المعروفة لارتجاج في القرود والبشر ، يمكن لأدمغة نقار الخشب الأصغر أن تتحملها. يقول "فان ويسنبيرغ" أن نقار الخشب يمكن أن يخطئ ، على سبيل المثال إذا نقروا على المعدن بكامل طاقتهم. لكن نقرهم المعتاد على جذوع الأشجار بشكل عام أقل بكثير من الحد الأدنى للتسبب في ارتجاج ، حتى بدون أن تعمل جماجمهم كخوذات واقية.

يقول "فان ويسنبيرغ":  "إن غياب امتصاص الصدمات لا يعني أن أدمغتهم في خطر أثناء التأثيرات التي تبدو عنيفة". "حتى أقوى الصدمات البالغة أكثر من 100 نقرة التي تم تحليلها يجب أن تظل آمنة لأدمغة نقار الخشب حيث أظهرت حساباتنا أن أحمال الدماغ أقل من تلك الخاصة بالبشر الذين يعانون من ارتجاج."

تدحض النتائج النظرية القديمة لامتصاص الصدمات ، والتي انتشرت في وسائل الإعلام والكتب وحدائق الحيوان وغيرها ، كما يقول فان واسنبيرج. يستأنف قائلاً: "أثناء تصوير نقار الخشب في حدائق الحيوان ، شاهدت الآباء يشرحون لأطفالهم أن نقار الخشب لا يصابون بالصداع لأن لديهم ممتصًا للصدمات مدمجًا في رؤوسهم". "أسطورة امتصاص الصدمات لدى نقار الخشب قد أخفقت الآن من خلال النتائج التي توصلنا إليها."

من وجهة نظر تطورية ، يقول إن النتائج قد تفسر سبب عدم وجود رأس وعضلات رقبة كبيرة للغاية لدى نقار الخشب. بينما التي تمتلك منها أكبر من ذلك يمكن أن ينتج عنه نقرات أكثر قوة ، فمن المحتمل أن تسبب لهم ارتجاجات الدماغ مشاكل كبيرة.

ويضيف أن النتائج لها أيضًا بعض الآثار العملية ، نظرًا لأن المهندسين استخدموا سابقًا تشريح الهيكل العظمي لجمجمة نقار الخشب كمصدر للتحفيز لتطوير مواد وخوذات ممتصة للصدمات. تظهر النتائج الجديدة أن هذه ليست فكرة جيدة ، بالنظر إلى أن تشريح نقار الخشب يقلل من امتصاص الصدمات.

يلاحظ فان واسنبيرج أن دراسة حديثة أخرى قام بها فريقه أظهرت أن مناقير نقار الخشب تعلق غالبًا ، لكنها سرعان ما تحرر نفسها عن طريق التناوب بين حركة النصف العلوي والسفلي من مناقيرها. حاليا يعكفون على دراسة كيفية تَكَيُّف شكل المنقار مع النقر.

ستوافيكم مدونة البابلي للعلوم والتكنولوجيا بآخر التطورات الخاصة بهذا البحث فور صدورها ان شاء الله.

تم دعم هذا البحث بمنح من جامعة أنتويرب والوكالة الوطنية للبحوث وبرنامج Horizon 2020 التابع للاتحاد الأوروبي.

المصدر:

1. Sam Van Wassenbergh, Erica J. Ortlieb, Maja Mielke, Christine Böhmer, Robert E. Shadwick, Anick Abourachid. Woodpeckers minimize cranial absorption of shocks. Current Biology, 2022; DOI: 10.1016/j.cub.2022.05.052