ФІЗИКА В ПРИРОДІ.

Дятел і його "відбійний молоток"

Переважна більшість представників сімейства ДЯТЛІВ від інших птахів відрізняється незвичайним долотоподібним дзьобом. З його допомогою дятли довбають кору і серцевину дерева, намагаючись знайти основну свою їжу: комах та їхніх личинок.

Довбання деревини - дуже енерговитратне заняття. Для того, щоб поповнювати запаси енергії, дятлам доводиться постійно їсти. Наприклад, чорний дятел всього за один «прийом їжі» може з'їсти близько тисячі мурах або кілька сотень личинок короїдів. Зелений дятел їсть і того більше - за день він з'їдає близько двох тисяч мурашок.

Навантаження, які витримує дятел

Середня швидкість нанесення ударів дятлом - 20-25 рухів за секунду. Загальна кількість ударів, що наносяться дятлом по дереву в день - 8000-12000. Для того, щоб птах мав можливість витримувати перевантаження, пов'язані з довбанням дерев, його череп і скелет повинні бути надзвичайно міцними. Якби по дереву з такою швидкістю бив будь-який інший птах, то вже через кілька ударів він би помер від перевантажень.

Вимірювання показують, що перевантаження, які відчувають дятли, досягають 1000 - 1200g. Це набагато більше, ніж можуть витримати організми інших тварин, включаючи людину. Ми не в змозі витримати перевантаження більше 80-100 g. Найбільше (короткочасне) перевантаження автомобіля, при якому людині вдалося вижити - 179,8 g. Парашутисти при розкритті парашута відчувають перевантаження аж до 10 g. Льотчики, які виконують фігури вищого пілотажу, отримують перевантаження аж до 12 g.

Дзьоб дятла досить міцний для того, щоб довбати дерево і не ламатися або деформуватися. Кінчик дзьоба більшості видів дятлів схожий на зубило. Завдяки цьому птахи можуть «працювати» з самими твердими видами деревини. При активному довбленні підвищується температура головного мозку. Тому дятел не може весь час довбати, йому доводиться робити перерви, щоб знизити температуру.

У дятла не тільки міцні череп і дзьоб. Цей птах оснащений «амортизатором» у вигляді спинномозкової рідини, яка пригнічує вібрацію. Амортизаційна система дятла містить також еластичний дзьоб, жилаву і пружною під'язикову кістку (гіоід), а також особливу губчасту кістку в голові. Гіоід - це скоріше хрящ, ніж кісткова тканина. Розташовується він не тільки в горлі, але також заходить в носоглотку, обертаючи череп. Таким чином, черепна коробка пташки представляє собою один з найбільш досконалих природних амортизаторів.

Пом'якшує удар не один фактор, а ціла їх система. Під час довбання дерева дзьоб рухається перпендикулярно поверхні, по якій б'є дятел. Якби удар наносився не перпендикулярно, а трохи під кутом, амортизаційний механізм птахи не спрацював би, і вона могла б просто загинути. Але тут працює злагоджена система м'язів, яка дозволяє голові і дзьобу рухатися по прямій лінії. При ударі дзьоба відразу ж спрацьовують м'язи, відтягують череп дятла від місця нанесення удару.

Захищені від удару і очі пташки. При ударі об дерево на око дятла опускається третє віко ( перетинка). Вона оберігає очне яблуко від вібрації, не допускаючи розшарування сітківки.

Ще одна унікальна риса дятла - його довгий язик. У всіх птахів язик прикріплений до задньої частини дзьоба. А ось у дятла він виходить з правої ніздрі, розділяючись на дві половини. Ці дві половинки охоплюють голову птаха і шию, виходячи через отвір в дзьобі. Після цього вони з'єднуються. Язиком дятли дістають личинок комах з глибоких ходів, виконаних в деревині.

Для того, щоб розмістити в межах черепа всі ці амортизаційні пристосування, дятлу довелося поступитися розміром мозку. В процесі еволюції він зменшився. Причому зменшення обсягу мозку не привело до того, що дятли стали «дурніші». На ділі дятли відрізняються високою організацією поведінки. Вони володіють складними територіальними і гніздовими звичками.

Але у птахів за «інтелект» відповідають смугасті тільця і ​​шар, який носить назву гіперстріатум. Ці частини головного мозку невеликі за розміром, так що дятел може обходитися відносно маленьким мозком.

Ну а для того, щоб легко переміщатися по стовбурах дерев, дятли використовують Х-подібну конструкцію лапок. Два пальці на лапці дятла спрямовані вперед, а два - назад. У більшості птахів інших видів три пальці спрямовані вперед, а один - назад. Триматися за кору допомагають чіпкі кігті, міцні кістки пальців і сухожилля. Все це забезпечує надійне зчеплення з деревом, і дятел не падає навіть під час самої активної «роботи».

Першоджерело https://m.habr.com/ru/post/397879/?fbclid=IwAR18wUyhb32m_VwPTfu04_hfIztaujvSSE0EhV9DTfnyK7S7NpbcJjsnCaU