Китайские биологи установили, что череп дятла прочнее черепа жаворонка из-за различий в микроструктуре костной ткани. Работа опубликована в журнале Science China.
Когда дятел долбит дерево, его череп испытывает перегрузки до 1000 g, а скорость движений достигает 6-7 метров в секунду. Ученые заинтересовались тем, какие механические особенности лежат в основе прочности его черепа. Для этого они сравнили строение черепа и клюва большого пятнистого дятла Dendrocopos major с соответствующими органами жаворонка Melanocorypha mongolica. Работу проводили при помощи компьютерной томографии и сканирующей электронной микроскопии. Кроме того, ученые определили механические свойства черепа и клюва птиц.
Клювы жаворонка и дятла оказались сходны по механической прочности, но череп у дятла оказался более чем в десять раз прочнее черепа сородича. Ученые показали, что повышенная прочность коррелирует с иным строением трабекул — механических распорок между костными пластинами черепа. У жаворонка трабекулы оказались преимущественно линейные, палочковидные, в то время как у дятла они преимущественно пластинчатые. Кроме того, трабекулы были у дятла в целом толще, а промежутки между ними меньше.
Ученые считают, что особое строение трабекул костной ткани черепа дятла делает его более устойчивым к деформациям, а следовательно — защищает мозг от повреждений.
В 2011 году эти же авторы уже опубликовали работу, в которой исследовали причины отсутствия у птиц черепно-мозговых травм при долблении деревьев. Ученые выяснили, что частично это связано с разной длиной верхней и нижней части клюва, а частично — с пористым строением отдельных участков черепа. Исследователи надеются, что проведенная ими работа пригодится при разработке противоударных шлемов для человека.
В 2006 похожие исследования были удостоены Шнобелевской премии (Ig Nobel Prize). Тогда авторы задавались вопросом о том, почему у птиц не болит голова и не отслаивается сетчатка глаза.