رازهای دارکوب؛ چگونه پرنده‌ای چند گرمی خود را به چکشی تمام‌عیار تبدیل می‌کند؟

باشگاه خبرنگاران جوان - دارکوب‌ها از شگفت‌انگیزترین سازه‌های زنده در جهان پرندگان‌اند. این موجودات کوچک که گاه کمتر از ۳۰ گرم وزن دارند، می‌توانند بدون آنکه دچار آسیب مغزی یا شکستگی شوند، ضرباتی با نیرویی تا ۳۰ برابر وزن بدنشان به تنه درخت وارد کنند. اکنون پژوهشی جدید از دانشگاه براون نشان داده که پشت این توان خارق‌العاده، ترکیبی بی‌نقص از فیزیولوژی، هماهنگی عضلانی و تنفسی و سازگاری‌های تکاملی نهفته است. پرسش اصلی این است: چگونه چنین پرنده‌ی ظریفی خود را به چکشی تمام‌عیار تبدیل کرده است؟

مدل‌سازی‌های فیزیکی و میکروسکوپی نشان داده‌اند که به دلیل ساختار استخوانی خاص جمجمه و نحوه‌ی توزیع نیرو در بدن، فشار واردشده بر مغز دارکوب حدود شش برابر کمتر از آن چیزی است که در مغز انسان تحت همان شرایط ایجاد می‌شود. جمجمه‌ی دارکوب نه‌تنها نقش ضربه‌گیر دارد، بلکه مانند بخشی از سیستم چکش عمل می‌کند؛ سخت، فشرده و به‌گونه‌ای طراحی‌شده که انرژی ضربه را به چوب منتقل کند، نه به مغز.

مطالعه‌ی جدید دانشگاه براون، با تصویربرداری پرسرعت و ثبت فعالیت الکتریکی عضلات دارکوب‌های نرم‌پر (Downy Woodpecker)، نشان داد که این پرنده هنگام ضربه زدن فقط از گردن و منقار خود استفاده نمی‌کند، بلکه تمامی عضلات بدنش را به کار می‌گیرد. عضلات گردن، شکم، ران و دم به طور هماهنگ منقبض می‌شوند تا بدن را به سازه‌ای واحد و محکم تبدیل کنند؛ درست مانند زمانی که انسان برای تاب‌دادن چکش، مچ، بازو و تنه را هم‌زمان سفت می‌کند. این هماهنگی باعث می‌شود انرژی تولیدشده در ران‌ها و شکم به سر منتقل و ضربه‌ای دقیق و قدرتمند به چوب وارد شود. دارکوب عملاً بدنش را در لحظه‌ی ضربه به یک چکش زنده تبدیل می‌کند.

یکی از شگفت‌انگیزترین یافته‌های پژوهش، هماهنگی سیستم تنفسی دارکوب با ضربات آن بود. دارکوب‌ها هنگام هر ضربه، بازدمی پرقدرت انجام می‌دهند، شبیه ناله یا فریاد کوتاهی که از ورزشکاران حرفه‌ای هنگام اجرای حرکات سنگین شنیده می‌شود. این بازدم هم‌زمان با انقباض عضلات تنه، نیروی بیشتری تولید می‌کند و هر ضربه را قوی‌تر می‌سازد.

در سریع‌ترین حالت، دارکوب می‌تواند تا ۱۳ ضربه در ثانیه وارد کند و در فاصله‌ی بین هر دو ضربه، نفس‌های کوچک بسیار کوتاهی بکشد؛ الگویی که پیش‌تر تنها در پرندگان آوازخوان دیده شده بود. این نخستین بار است که چنین هماهنگی پیچیده‌ای بین تنفس و حرکت در پرنده‌ای غیرآوازخوان ثبت می‌شود.

سازگاری‌های دارکوب به همین‌جا ختم نمی‌شود. زبان فوق‌العاده بلند این پرنده، در زمان استراحت دور مغز پیچیده می‌شود و مانند کمربندی ضربه‌گیر، ثبات ساختار جمجمه را افزایش می‌دهد. ساختار میکروسکوپی استخوان‌های جمجمه و منقار نیز به گونه‌ای است که هم سختی و هم انعطاف لازم برای تحمل تنش‌های پی‌درپی را فراهم می‌کند. در واقع، نه فقط سر، بلکه کل بدن دارکوب بخشی از سامانه‌ی ضدشوک آن است؛ از پاهایی که به تنه قفل می‌شوند تا دم سفتی که نقش تکیه‌گاه دارد.

درنهایت، دارکوب‌ها نشان می‌دهند که قدرت در طبیعت لزوماً به اندازه یا جرم وابسته نیست. این پرنده‌ی کوچک با بهره‌گیری از هماهنگی دقیق میان عضلات، استخوان‌ها و تنفس، چنان مهارتی در کنترل نیرو از خود نشان می‌دهد که می‌تواند هر ثانیه چندین بار با شدت بالا به درخت بکوبد، بی‌آنکه آسیبی ببیند. پشت هر ضربه‌ی سریع دارکوب، هماهنگی‌ شگفت‌انگیز میان زیست‌شناسی، فیزیک و تکامل نهفته است؛ درجه‌ای از هماهنگی‌ که شاید روزی رازهایش الهام‌بخش ساختارهای ایمن‌تر برای انسان باشد.

منبع: زومیت