Зоология: ну ты и дятел!
Это совсем не оскорбление — наоборот! Дятел вовсе не образец тупости. Невероятным достоинствам этих птиц можно позавидовать.
Если отойти на пару десятков шагов, наклонить голову вперед, разбежаться и со всей силы налететь лбом на фонарный столб, легко оказаться в больнице. А вот дятлы без ущерба для себя проделывают такой трюк по 12 тысяч раз в день.
Анатомия дятлов сложна и необычна и давно привлекает внимание ученых. Впервые детально ее описал итальянский естествоиспытатель и основатель биомеханики Джованни Борелли в фундаментальном труде «О движении животных», вышедшем еще в 1680 году. Но как работает эта хитроумная система в целом, выяснилось только в XXI веке, когда биологи смогли «просветить» птиц рентгеном высокого разрешения и воссоздать трехмерную модель их скелета.
В 2006 году за такую работу американские исследователи даже удостоились пародийной Шнобелевской премии, она вручается «за достижения, которые заставляют сначала засмеяться, а потом задуматься». Дятлы действительно способны удивить и... научить. Недаром создатели мотоциклетных шлемов изучают их с не меньшим интересом, чем биологи.
|
Класс — птицы Птицы средних размеров: около 25 см в длину и массой до 100 г. Эти неприхотливые универсалы способны кормиться и долблением древесины, и обычной ловлей насекомых, а в последнее время научились питаться и пищевыми отходами. Они многочисленны и распространены в лесах умеренного пояса по всей Евразии, практически везде, где есть деревья. Как и почти все дятлообразные, большие пестрые не слишком любят летать, зато ловко прыгают по земле и лазают по деревьям. |
Крепкая голова
Человеческий мозг плавает в защитном и питающем растворе спинномозговой жидкости. Однако при мощном прямом ударе ее защитные свойства оказываются довольно сомнительны. Если с разбегу налететь на столб, то мозг, двигаясь по инерции, столкнется с внутренней поверхностью лобовой кости, после чего может отскочить назад и стукнуться о затылочную кость, получив второй опасный ушиб.
У дятлов же спинномозговой жидкости практически нет. Их крошечный гладкий мозг плотно прилегает к костям черепа, что обеспечивает максимальную площадь контакта, через которую рассеивается энергия столкновения. Впрочем, организм этих птиц так хорошо приспособлен к ударам головой, что до мозга доходит лишь около 0,3% этой энергии.
Череп дятлов чрезвычайно прочен, а разрастания губчатой кости у основания клюва и на затылке эффективно амортизируют удар. Свой тонкий клюв птицы содержат в чистоте и регулярно затачивают. Упругий роговой кончик на его верхней половине первым принимает удар и сгибается, поглощая часть сотрясения. Затем импульс достигает твердых слоев клюва, передаваясь на связанную с ними подъязычную кость. У человека она невелика, а вот у дятлов разрастается длинной дугой, охватывая голову плотным кольцом. Кость идет от верхней части клюва надо лбом, за затылком и далее — к нижней половине клюва. Тем же путем следует и энергия удара, огибая мозг и практически его не затрагивая. По оценкам биологов, в итоге она на 99,7% переходит в упругие деформации костей и связок, а затем рассеивается в виде тепла.
Как и всякий инструмент, при работе дятлы перегреваются и вынуждены делать регулярные перерывы, долбя древесину короткими быстрыми сериями.
|
ФИЗИКА Подобно сминаемым зонам в современных автомобилях, специальные органы дятла распределяют между собой энергию удара и гасят 99,7% импульса.
|
Ловкий язык
Как и положено опытным мастерам, удары дятлы наносят строго перпендикулярно поверхности, упираясь в ствол жестким хвостом и Х-образными лапами, с двумя пальцами, направленными назад, и двумя — вперед. Для защиты от летящих опилок ноздри смещены подальше от кончика клюва и частично прикрыты перьями. Развитые мигательные перепонки не дают глазным яблокам вибрировать при каждом ударе, спасая сетчатку от расслоения.
Родители кормят птенцов до 300 раз в день
Наконец, дополнительную амортизацию обеспечивает язык. У дятлов он может вырастать в несколько раз длиннее клюва. Такой язык буквально не помещается во рту и выходит сквозь правую ноздрю. Следуя за поддерживающей его подъязычной костью, язык раздваивается и охватывает голову между черепом и кожей, снова возвращаясь и соединяясь уже у нижней половины клюва. Закончив долбить, птицы вытягивают язык и запускают его глубоко в ходы, проделанные древоточцами. Одни виды вытаскивают насекомых за счет клейкой слюны, другие цепляют их жесткими, направленными назад щетинками на языке, третьи и вовсе протыкают жертв острым кончиком, словно гарпуном. Длинным языком удобно вылавливать насекомых из складок древесной коры или просто собирать муравьев из муравейника. Далеко не все дятлы питаются, долбя древесину, и далеко не все развили столь совершенные рабочие инструменты.
Зеленые дятлы могут атаковать муравейники, вытаскивая куколок липким языком. Они обходятся без тяжелой работы с древесиной и даже гнездятся на земле. Зато широко распространенные и прекрасно узнаваемые большие пестрые дятлы — настоящие мастера долбления. Зимой они могут переходить на растительную пищу и ловко раскалывают шишки, закрепив их в подходящей развилке или в дырке старого ствола.
Кочевые спасатели
Сегодня семейство дятлов насчитывает более 230 видов (в России обитает от 11 до 14 видов). Почти все они питаются насекомыми, долбя древесину сухих и пораженных деревьев. Одни — мастера «широкого профиля», другие специализируются на хвойных, или лиственных, или даже на определенных видах деревьев и добычи. В здоровом, естественно развивающемся лесу обитает множество разнообразных видов дятлов. Ведя и кочевой, и оседлый образ жизни, они обеспечивают ему защиту от вредителей.
Большие пестрые дятлы — мастера долбления
Живущие в постоянных дуплах дятлы образуют устойчивые семейные пары и кормятся со своего участка. Их территории регулярно подвергаются «переделу»: если количество вредителей растет и окружающее пространство может обеспечить питание большему числу особей — участки сокращаются и у дятлов появляются новые соседи. Так птицы регулируют численность насекомых в лесу.
Без этих мастеров деревья страдают: нехватка дятловых служит одной из причин обширных эпидемий, от которых то и дело страдают леса сегодня. В здоровом лесу нашествие, например, короедов из-за установившейся надолго жаркой и сухой погоды привлекает кочующих дятлов, которые еще не обзавелись семьей и не осели в собственном дупле. Подвижная часть популяции собирается со всех окрестностей и начинает объедаться размножившимися насекомыми, помогая «местным» птицам обуздать их распространение.
«Локальные конфликты» с вредителями иногда продолжаются несколько лет, и за это время кочевые дятлы вполне могут освоиться на новом месте, обустроить дупло и поселиться здесь уже надолго. Как и положено мастерам, ствол для строительства они выбирают с большой тщательностью, нередко делая несколько пробных «скважин», чтобы определить одну, которая обеспечит потомству комфортную температуру и сухость. Когда дятел решит уйти в новое дупло, старое займут другие жители леса: такую «вторичную недвижимость» обожают и птицы, и летучие мыши, и грызуны.
|
НАБЛЮДЕНИЯ Для наблюдений за птицами многие орнитологи обращаются к помощи любителей. Бёрдвотчинг даже входит в моду, и в перелетные сезоны мигрирующие стаи привлекают внимание тысяч энтузиастов. Русское географическое общество поддерживает такие мероприятия по всей стране. Так, в начале июня 2019 года в Башкирии прошла «Весенняя перекличка — 2019». Акция собрала более 400 сообщений от любителей, которые передали специалистам информацию о встречах со 162 видами местных птиц. Среди них отмечены виды, занесенные в Красные книги России и Башкортостана, и просто редкие, включая седых дятлов. Эти кочующие охотники на муравьев встречаются по всей Евразии, но везде остаются малочисленны, что делает их особенно привлекательными для настоящих любителей наблюдения за птицами. |
Домашние хозяева
Строительное мастерство дятлов важно для всего лесного биоценоза. Усеянные отверстиями и опилками мертвые стволы легче заселяются плесневыми грибками, которые разлагают древесину и возвращают питательные вещества в биологический оборот. Таким образом, дятлы участвуют в «утилизации мусора».
Научившиеся летать птенцы еще пару недель живут с родителями
Дятлы сохраняют сосновые шишки в коре дерева
Представления о необходимости искусственно «чистить» лес ушли в прошлое. Экосистеме нужно много мертвой древесины на разных стадиях гниения. Помимо прочего, она помогает поддерживать существование популяции дятлов разной «специализации», сохраняя естественный «иммунитет» от насекомых-вредителей.
Современный промышленно эксплуатируемый лес сохраняет 10–20 кубометров мертвой древесины на гектар — в 10 раз меньше, чем в редких естественных чащах, таких как Беловежская Пуща. Российские «заросли» выглядят пустыми и светлыми, и дятлов в них живет лишь 3–4 вида, что в 2–3 раза меньше их нормального количества. Положение лесов ухудшается, и будущее не обещает радужных перспектив. По крайней мере, до тех пор, пока мы не начнем заботиться о дятлах или хотя бы не перестанем считать их образцами глупости.