Zistilo sa, že niektoré druhy ďatľov sú v procese sekania kôry stromu schopné pohybovať zobákom rýchlosťou takmer 25 km / h! Jeho hlava sa pri tom odhodí späť s obrovským negatívnym zrýchlením, ktoré je viac ako dvojnásobkom toho, aké zažívajú astronauti počas štartu! Nedávno sa skupine vedcov z Číny podarilo odpovedať na otázku: „Prečo ďatľa nebolí hlava?“.
Ukazuje sa, že ďateľ má niekoľko jedinečných schopností a zaujímavú štruktúru hlavy.
Dvom americkým vedcom Ivanovi Schwobovi z Kalifornskej univerzity v Davise a Philipovi Mayovi z Kalifornskej univerzity v Los Angeles sa po prvý raz podarilo úplne rozlúštiť mechanizmus ochrany hlavy ďatľa pred trasením, ktorý v roku 2006 dostal Ignobelovu cenu za tento objav (toto je cena, ktorú vedci dostávajú za „objavy, ktoré najskôr vyvolávajú iba smiech a potom vás prinútia premýšľať“.
Prečo teda ďateľ nedostane otras mozgu. Po prvé, pretože jeho supertvrdý zobák naráža na trup presne kolmo na jeho povrch, neohýba sa ani nevibruje pri náraze.
Tým je zabezpečená koordinovaná práca krčných svalov – pri „dutej“ práci sú aktívne len tie svaly, ktoré sú zodpovedné za pohyb hlavy dopredu a dozadu a tie, ktoré vykonávajú bočné pohyby krku, sú neaktívne. To znamená, že ďateľ sa čisto fyzicky nemôže odchýliť od zvoleného kurzu.
Navyše, len tenká vrstva vnútrolebkovej tekutiny oddeľuje lebku tohto vtáka a jeho mozog, čo neumožňuje vibráciám získať dostatočnú silu, aby mohli nebezpečne zasiahnuť mozog. Okrem toho je táto kvapalina dosť viskózna, preto okamžite uhasí všetky vlny vznikajúce pri náraze, ktoré môžu poškodiť najdôležitejšie nervové centrum.
Dôležitú úlohu pri ochrane mozgu pred otrasmi zohráva aj jazylka, najdôležitejší prvok hyoidnej kosti vtákov, ktorá sama o sebe pripomína skôr chrupavku než skutočné kostné tkanivo. U ďatľov je mimoriadne vyvinutý, veľmi rozsiahly a rozšírený, nachádza sa nielen v hltane (ako u cicavcov), ale vstupuje aj do nosohltanu, pričom sa predtým otáča okolo lebky. To znamená, že vo vnútri lebky tohto vtáka je ďalší elastický tlmič nárazov.
Navyše, ako ukázala štúdia vnútornej štruktúry lebečných kostí ďatľa, takmer všetky obsahujú hubovité porézne tkanivo, ktoré je dodatočným tlmičom nárazov. V tomto ohľade sa lebka ďatľa podobá skôr kuriatku ako lebke dospelého vtáka (u ktorého je podiel hubovitej kosti v kostiach extrémne malý). Takže tie vibrácie, ktoré nebolo možné „uhasiť“ lebečnou tekutinou a jazylkou, sú „upokojené“ hubovitou hmotou kostí.
Okrem toho má ďateľ aj akýsi „bezpečnostný pás“ pre oči – pri náraze padne tretiemu viečku (niktitačná membrána) na oko tohto vtáka, aby ochránil očnú buľvu pred vibráciami a zabránil odlúčeniu sietnice. Vízia ďatľov je teda napriek „dutému“ životnému štýlu vždy namieste.
A samozrejme, aby sa všetky tieto bezpečnostné systémy zmestili do lebky, museli ďatle výrazne zmenšiť povrch svojho mozgu. To ich však vôbec nerobilo hlúpejšími ako ostatné vtáky – práve naopak, ďateľ je veľmi bystrý a má pomerne zložité teritoriálne a hniezdne správanie. Faktom je, že na rozdiel od cicavcov sa u vtákov procesy vyššej racionálnej aktivity vôbec nevyskytujú v kôre mozgových hemisfér, ale v striatálnych telách ležiacich pod ňou a vo vrstve nazývanej hyperstriatum. A tieto časti mozgu spočiatku nezaberajú veľmi veľkú oblasť, pretože neuróny, ktoré sa v nich nachádzajú, sú pomerne husto zabalené. Preto môže ďateľ ľahko zmenšiť svoj mozog bez toho, aby to ohrozilo jeho inteligenciu. Čo teda môže tento inteligentný vták naučiť ľudí? Áno, aspoň ako vyvinúť dokonalé protišokové štruktúry. Podobnú prácu nedávno vykonali americkí vedci z Bioengineering Laboratory na univerzite v Berkeley. Dôkladné štúdium časozberného video „swottingu“ a tomografických údajov ďatľov im umožnilo vyvinúť systém umelého tlmenia (to znamená poskytujúci bezpečnosť) podobný systému ďatľov.
Úlohu supertvrdého zobáka v umelom tlmiči môže zohrať pevný vonkajší plášť – napríklad oceľ alebo titán. Funkciu intrakraniálnej tekutiny v tomto zariadení preberá druhá, vnútorná vrstva kovu, oddelená od vonkajšej, oceľovej, elastickou vrstvou. Pod ňou je vrstva tvrdej, ale zároveň elastickej gumy - analóg hyoidu. „Náhradou“ hubovitých štruktúr je vyplnenie celého prázdneho objemu pod touto gumou husto uloženými sklenenými guľôčkami o veľkosti asi jeden milimeter. Ukázalo sa, že sú veľmi účinné pri rozptyľovaní nárazovej energie a blokovaní prihrávok. nebezpečné vibrácie do najcennejšej centrálnej časti, kvôli ktorej existujú všetky tieto systémy - teda určitý „mozog“. Takýto tlmič podľa vývojárov dokáže ochrániť pred silnými nárazmi rôzne krehké konštrukcie, ako napríklad elektroniku. Do takejto škrupiny je možné umiestniť „čierne skrinky“ lietadiel, palubné počítače lodí alebo ju využiť pri vývoji katapultovacích zariadení novej generácie. Je možné, že túto škrupinu možno použiť aj v karosérii auta ako prídavný tlmič.
Po vytvorení miniatúrneho prototypu vedci vykonali prvé testy tejto škrupiny. Dali to do guľky a zastrelili plynovou pištoľou do hrubého hliníkového plechu. Nárazové preťaženie dosiahlo 60 000 g, no tlmič účinne chránil elektronickú výplň v ňom ukrytú. To znamená, že tento systém funguje celkom efektívne. Teraz vývojári pracujú na vytvorení rovnakého veľkého tlmiča.
Ďateľ urobí asi 12 000 hlavičiek denne bez toho, aby si spôsobil nejakú škodu! Táto úžasná skutočnosť sa vzpierala akémukoľvek vysvetleniu, pretože to spôsobuje preťaženie 1 000 krát väčšie ako pri voľnom páde. Zistilo sa, že niektoré druhy ďatľov sú v procese sekania kôry stromu schopné pohybovať zobákom rýchlosťou takmer 25 km / h! Jeho hlava sa pri tom odhodí späť s obrovským negatívnym zrýchlením, ktoré je viac ako dvojnásobkom toho, aké zažívajú astronauti počas štartu! Nedávno sa skupine vedcov z Číny podarilo odpovedať na otázku: „Prečo ďatľa nebolí hlava?“.
Ukazuje sa, že ďateľ má niekoľko jedinečných schopností a zaujímavú štruktúru hlavy.
Dvom americkým vedcom Ivanovi Schwobovi z Kalifornskej univerzity v Davise a Philipovi Mayovi z Kalifornskej univerzity v Los Angeles sa po prvý raz podarilo úplne rozlúštiť mechanizmus ochrany hlavy ďatľa pred trasením, ktorý v roku 2006 dostal Ignobelovu cenu za tento objav (toto je cena, ktorú vedci dostávajú za „objavy, ktoré najskôr vyvolajú len smiech a potom vás prinútia premýšľať“; vo svete vedy nie je táto cena o nič menej populárna ako Nobelova cena). Biológovia študovali tento mechanizmus na príklade ďatľa zlatočelého ( melanerpes aurifrons), žijúcich v lesoch Spojených štátov, sa však verí, že takýto bezpečnostný systém je zjavne charakteristický pre všetkých predstaviteľov ďatľov ( piciformes).
Prečo teda ďateľ nedostane otras mozgu. Po prvé, pretože jeho supertvrdý zobák naráža na trup presne kolmo na jeho povrch, neohýba sa ani nevibruje pri náraze. Tým je zabezpečená koordinovaná práca krčných svalov – pri „dutej“ práci sú aktívne len tie svaly, ktoré sú zodpovedné za pohyb hlavy dopredu a dozadu a tie, ktoré vykonávajú bočné pohyby krku, sú neaktívne. To znamená, že ďateľ sa čisto fyzicky nemôže odchýliť od zvoleného kurzu.
Navyše, len tenká vrstva vnútrolebkovej tekutiny oddeľuje lebku tohto vtáka a jeho mozog, čo neumožňuje vibráciám získať dostatočnú silu, aby mohli nebezpečne zasiahnuť mozog. Okrem toho je táto kvapalina dosť viskózna, preto okamžite uhasí všetky vlny vznikajúce pri náraze, ktoré môžu poškodiť najdôležitejšie nervové centrum.
Dôležitú úlohu pri ochrane mozgu pred otrasmi zohráva aj jazylka, najdôležitejší prvok hyoidnej kosti vtákov, ktorá sama o sebe pripomína skôr chrupavku než skutočné kostné tkanivo. U ďatľov je mimoriadne vyvinutý, veľmi rozsiahly a rozšírený, nachádza sa nielen v hltane (ako u cicavcov), ale vstupuje aj do nosohltanu, pričom sa predtým otáča okolo lebky. To znamená, že vo vnútri lebky tohto vtáka je ďalší elastický tlmič nárazov.
Navyše, ako ukázala štúdia vnútornej štruktúry lebečných kostí ďatľa, takmer všetky obsahujú hubovité porézne tkanivo, ktoré je dodatočným tlmičom nárazov. V tomto ohľade sa lebka ďatľa podobá skôr kuriatku ako lebke dospelého vtáka (u ktorého je podiel hubovitej kosti v kostiach extrémne malý). Takže tie vibrácie, ktoré nebolo možné „uhasiť“ lebečnou tekutinou a jazylkou, sú „upokojené“ hubovitou hmotou kostí.
Okrem toho má ďateľ aj akýsi „bezpečnostný pás“ pre oči – pri náraze padne tretiemu viečku (niktitačná membrána) na oko tohto vtáka, aby ochránil očnú buľvu pred vibráciami a zabránil odlúčeniu sietnice. Vízia ďatľov je teda napriek „dutému“ životnému štýlu vždy namieste.
A samozrejme, aby sa všetky tieto bezpečnostné systémy zmestili do lebky, museli ďatle výrazne zmenšiť povrch svojho mozgu. To ich však vôbec nerobilo hlúpejšími ako ostatné vtáky – práve naopak, ďateľ je veľmi bystrý a má pomerne zložité teritoriálne a hniezdne správanie. Faktom je, že na rozdiel od cicavcov sa u vtákov procesy vyššej racionálnej aktivity vôbec nevyskytujú v kôre mozgových hemisfér, ale v striatálnych telách ležiacich pod ňou a vo vrstve nazývanej hyperstriatum. A tieto časti mozgu spočiatku nezaberajú veľmi veľkú oblasť, pretože neuróny, ktoré sa v nich nachádzajú, sú pomerne husto zabalené. Preto môže ďateľ ľahko zmenšiť svoj mozog bez toho, aby to ohrozilo jeho inteligenciu.
Čo teda môže tento inteligentný vták naučiť ľudí? Áno, aspoň ako vyvinúť dokonalé protišokové štruktúry. Podobnú prácu nedávno vykonali americkí vedci z Bioengineering Laboratory na univerzite v Berkeley. Dôkladné štúdium časozberného video „swottingu“ a tomografických údajov ďatľov im umožnilo vyvinúť systém umelého tlmenia (to znamená poskytujúci bezpečnosť) podobný systému ďatľov.
Úlohu supertvrdého zobáka v umelom tlmiči môže zohrať pevný vonkajší plášť – napríklad oceľ alebo titán. Funkciu intrakraniálnej tekutiny v tomto zariadení preberá druhá, vnútorná vrstva kovu, oddelená od vonkajšej, oceľovej, elastickou vrstvou. Pod ním je vrstva tvrdej, ale zároveň elastickej gumy - analóg hyoidu. „Náhradou“ hubovitých štruktúr je vyplnenie celého prázdneho objemu pod touto gumou husto uloženými sklenenými guľôčkami s veľkosťou asi jeden milimeter. Je dokázané, že veľmi efektívne „rozptyľujú“ energiu nárazu a blokujú prenos nebezpečných vibrácií do najcennejšej centrálnej časti, pre ktorú všetky tieto systémy existujú – teda akýsi „mozog“.
Takýto tlmič podľa vývojárov dokáže ochrániť pred silnými nárazmi rôzne krehké konštrukcie, napríklad elektroniku. Do takejto škrupiny je možné umiestniť „čierne skrinky“ lietadiel, palubné počítače lodí alebo ju využiť pri vývoji katapultovacích zariadení novej generácie. Je možné, že túto škrupinu možno použiť aj v karosérii auta ako prídavný tlmič.
Po vytvorení miniatúrneho prototypu vedci vykonali prvé testy tejto škrupiny. Dali to do guľky a zastrelili plynovou pištoľou do hrubého hliníkového plechu. Nárazové preťaženie dosiahlo 60 000 g, no tlmič účinne chránil elektronickú výplň v ňom ukrytú. To znamená, že tento systém funguje celkom efektívne. Teraz vývojári pracujú na vytvorení rovnakého veľkého tlmiča.
Čínski vedci skúmali ochranu ďatľov pred otrasmi a vibráciami, čo podľa nich môže pomôcť pri vytváraní nových protinárazových materiálov a štruktúr využiteľných v rôznych oblastiach ľudskej činnosti. Inžinieri zo Štátneho laboratória štrukturálnych analýz pre priemyselné zariadenia univerzity v Dalian zistili, že celé telo ďatľa funguje ako vynikajúci protišokový mechanizmus, ktorý absorbuje energiu nárazu.
Vták kluje do stromu veľmi vysokou frekvenciou (asi 25 Hz) a rýchlosťou (asi sedem metrov za sekundu), čo je 1000-krát viac ako zemská gravitácia. Vedci vytvorili špeciálny 3D počítačový model pomocou tomogramu, aby presne pochopili, ako ďateľ chráni svoj mozog pred poškodením.
Vedci zistili, že väčšinu energie nárazu akumuluje telo vtáka (99,7 %) a len 0,3 % pripadá na hlavu ďatľa. Časť energie nárazu preberá zobák vtáka, ďalšiu časť hyoidná kosť vtáka. A tá malá časť energie, ktorá ešte dopadne na hlavu ďatľa, sa premení na teplo, čo spôsobí veľké zvýšenie teploty mozgu.
Vták je nútený robiť si prestávky medzi klovaním do stromu, aby túto teplotu znížil.
(Picus viridis). Dĺžka jeho jazyka nie je menšia ako 10 cm - to je takmer tretina dĺžky tela vtáka! S takýmto jazykom ľahko vytiahnete z chodieb mraveniska svoje obľúbené jedlo – mravce a ich kukly. Špička ďatľovho jazyka má zárezy, ktoré umožňujú bodnúť do lariev ako oštep, alebo chĺpky pokryté lepkavým hlienom vylučovaným v slinných žľazách.
Samozrejme, jazyk je pre vtáky dôležitým orgánom, slúži na zbieranie potravy, manipuláciu s ňou a prehĺtanie. Jeho štruktúra sa líši medzi rôznymi druhmi vtákov v závislosti od povahy potravy, ktorú jedia. Štruktúra jazyka vtákov je zaujímavá tým, že je podporovaná kostným hyoidným aparátom. Telo hyoidného aparátu prechádza vnútri základne jazyka a vonkajšie svaly sú pripevnené k rohom. Vnútorné svaly riadia pohyb kostí hyoidného aparátu voči sebe navzájom, čím určujú tvar jazyka. Rohy hyoidného aparátu a svaly k nim pripojené sú uzavreté v dvojvrstvovom obale spojivového tkaniva s lubrikačnou tekutinou medzi vrstvami. Pri kontrakcii týchto svalov sa rohy skĺznu do membrány a v dôsledku toho sa jazyk vytlačí z ústnej dutiny alebo sa do nej stiahne.
U väčšiny vtákov sú rohy hyoidného aparátu relatívne krátke. Ak je jazyk schopný dostatočne vyčnievať zo zobáka, rohy sú dlhé a ovíjajú sa okolo lebky. Stáva sa to u rôznych vtákov, ktoré sa živia nektárom: kolibríky, medojedy, nektáre, chrobáky, ako aj ďatle, ktorých dlhý jazyk vám umožňuje dostať hmyz spod kôry stromov alebo mravce z chodieb mraveniska.
Najdlhší jazyk ďatľov rodu picus(sú to ďatle zelené a sivovlasé - obyvatelia našich lesov) a ďatle americké avocets ( Сolaptes), ktoré tiež radi jedia mravce a ich kukly. Rohy hyoidného aparátu týchto vtákov sa obopínajú okolo lebky, vstupujú do pravej nosnej dierky a dosahujú špičku hornej čeľuste! A chlpatý ďateľ žijúci v Novom svete ( Picoides villosus) obrázok je ešte úžasnejší - rohy sa obopínajú okolo pravého oka! Je to spôsobené štruktúrou zobáka - je sploštený a vo vnútornej dutine jednoducho nie je miesto. Najkratší jazyk je pri cicaní ďatľov ( Sphyrapicus), ktoré sa živia šťavou zo stromov. Majú tiež kratšie rohy.
Je zaujímavé, že čerstvo vyliahnuté ďatle majú krátke rohy, ako mnoho iných vtákov. Keď kurča rastie, rastú dopredu spolu s puzdrom spojivového tkaniva a svalmi a dosahujú až do nosnej dutiny. Pred odchodom z hniezda (asi 20–28 dní) rodičia kŕmia kurčatá a nepotrebujú dlhý jazyk.
Fotografia ©Margaret the Novice z flickr.com/photos/ [e-mail chránený]
Julia Mikhnevich
Videli ste, ako ďateľ bije strom? Alebo aspoň počul. Ale čo sa stane potom? Ako získava sladkosti spod kôry a prečo sa ďatľov jazyk považuje za najdlhší, a čo je najdôležitejšie, ako to zapadá do teórie postupného vývoja, si povieme v tomto článku.
Potom, čo ďateľ odstráni kôru zo stromu, vyvŕta doň dieru a nájde chodby hmyzu, pomocou dlhého jazyka dostane hmyz a larvy z hlbín. Jeho jazyk sa dokáže päťkrát predĺžiť a je taký tenký, že prechádza aj do chodieb mravcov. Jazyk je vybavený nervovými zakončeniami, ktoré určujú druh koristi, a žľazami, ktoré vylučujú lepkavú látku, vďaka ktorej sa naň hmyz lepí ako muchy na lepiacu pásku.
Zatiaľ čo jazyk väčšiny vtákov je pripevnený k zadnej časti zobáka a je v ústach, jazyk ďatľa nevyrastá z úst, ale z pravej nosnej dierky! Opúšťajúc pravú nosnú dierku je jazyk rozdelený na dve polovice, ktoré pokrývajú celú hlavu s krkom a vychádzajú cez otvor v zobáku, kde sa opäť spájajú. Jednoducho úžasné! Keď teda ďateľ lieta a nepoužíva jazyk, je uložený stočený v nosovej dierke a pod kožou za krkom!
Evolucionisti veria, že ďateľ sa vyvinul z iných vtákov s normálnym jazykom, ktorý mu vyšiel zo zobáka. Ak by bol jazyk ďatľa tvorený len náhodnými mutáciami, museli by mu najprv vsunúť jazyk ďatľa do pravej nosnej dierky a naviesť ho dozadu, no potom by zomrel od hladu! Scenár postupnej evolúcie (prostredníctvom mutácií a prirodzeného výberu) by nikdy nemohol vytvoriť jazyk ďatľa, pretože otočenie jazyka dozadu by vtákovi neposkytlo žiadnu výhodu - jazyk by bol úplne zbytočný, kým by neurobil úplný kruh okolo hlavy a vrátil by sa späť. na koreni zobáka.
Jedinečný dizajn ďatľovho jazyka jasne naznačuje, že je výsledkom inteligentného dizajnu. Scenár postupnej evolúcie by nikdy nemohol vytvoriť jazyk ďatľa, pretože otáčanie jazyka dozadu by bolo zbytočné, kým by nedokončil úplný kruh okolo hlavy a vrátil sa späť k základni zobáka.
Je to naozaj?
Hovorí sa, že Woodpecker Design je absolútne neriešiteľný problém pre tých, ktorí veria v evolúciu. Ako sa u ďatľov mohol krok za krokom vyvinúť systém špeciálnych tlmičov? Keby to nebolo na úplnom začiatku, všetky ďatle by si už dávno vybrali mozog. A keby niekedy nastali časy, keď ďatle nepotrebovali vŕtať diery do stromov, nepotrebovali by tlmiče.
Predpokladajme, že ďateľ má dlhý jazyk pripevnený k pravej nosnej dierke, ale úplne mu chýba silný zobák, krčné svaly, tlmiče atď. Ako by ďateľ používal svoj dlhý jazyk, keby nemal iné pomocné zariadenie? Na druhej strane predpokladajme, že vták má všetky nástroje potrebné na vŕtanie dier do stromu, ale nemá dlhý jazyk. Urobil diery do stromu, tešil sa na chutné jedlo, ale hmyz by sa mu nepodarilo dostať. Ide o to, že v neredukovateľne zložitom systéme nemôže fungovať nič, ak nefunguje všetko.
Pre tých, ktorí veria v evolúciu ďatľa, predstavuje fosílny záznam ďalší veľký problém. V kronike sa prakticky nenachádzajú žiadne fosílne ďatle, preto v nej nemožno vystopovať predpokladaný postupný vývoj ďatľov od jednoduchých vtákov.
V súčasnosti množstvo kreacionistov a kreacionistických organizácií vytvorilo webové stránky, kde je ďateľ ponúkaný ako príklad organizmu, ktorý sa „nemohol vyvinúť“.
Pri tomto tvrdení predložili množstvo informácií týkajúcich sa anatómie a fyziológie ďatľa, najmä pokiaľ ide o jeho pozoruhodne dlhý jazyk, ktorý je buď skreslený, alebo zjavne nepravdivý.
Účelom tejto stránky je ponúknuť presné informácie tým, ktorí by inak mohli považovať nepravdivé kreacionistické tvrdenia za nominálnu hodnotu.
Ďatle (čeľaď Picidae) sú známe vtáky, ktorých jedinečná anatómia im umožňuje využívať nezvyčajné ekologické výklenky. Mnohé druhy tejto čeľade vykazujú zaujímavé úpravy, ktoré im umožňujú dierovať diery do tvrdého, nezhnitého dreva pri hľadaní hmyzu a inej koristi.
Ďateľov jazyk je jednou z najvzrušujúcejších vecí medzi týmito úpravami. Na rozdiel od ľudského jazyka, ktorý je predovšetkým svalovým orgánom, sú jazyky vtákov pevne podopreté chrupavčitým skeletom nazývaným hyoidný aparát. Všetky vyššie stavovce majú jazylku v tej či onej forme; môžete cítiť "rohy" vlastnej jazylovej kosti v tvare písmena U stlačením hornej časti hrdla medzi palcom a ukazovákom. Naša jazylka slúži ako miesto pripojenia niektorých svalov v hrdle a jazyku.
Jazylkový aparát vtákov v tvare Y však siaha až po samý koniec ich jazyka. Vidlica v "Y" je tesne pred hrdlom a tu sa pripája väčšina hyoidných svalov. Dve dlhé štruktúry, "rohy" hyoidu, rastú za touto oblasťou a tvoria miesta pripojenia pre navíjacie svaly, ktoré majú pôvod v dolnej čeľusti. "Rohy" hyoidu niektorých druhov ďatľov majú veľmi pôsobivú štruktúru, pretože môžu siahať až po temeno hlavy a u niektorých druhov sa tiahnu okolo očnice alebo dokonca siahajú až do nosovej dutiny.
Nezvyčajný tvar ďatľovej „kostry jazyka“ inšpiroval kreacionistov, aby ho použili ako príklad entity, ktorá je príliš bizarná na to, aby sa vyvinula náhodnými mutáciami, ktoré produkujú životaschopné medziprodukty. Ako však ukazujú nižšie uvedené informácie, ďatľov zvláštny jazyk je v skutočnosti iba predĺženou verziou toho istého, čo majú všetky vtáky, v skutočnosti je to vynikajúci príklad toho, ako sa dajú anatomické znaky transformovať do nových foriem mutáciou a prirodzeným výberom.
Viaceré kreacionistické webové stránky a články, ktoré som čítal, tvrdia, že jazyk ďatľa je „zafixovaný v pravej nosnej dierke“ alebo „vyrastie“ z nosovej dutiny. Pôvodným spojením medzi hyoidným aparátom ďatľa a zvyškom jeho tela sú svaly a väzy. ktoré pripevňujú jazylku k dolnej čeľusti, chrupke hrdla a spodnej časti (skôr než hornej časti) lebky - rovnaký stav ako u všetkých ostatných vtákov. U dospelých jedincov niekoľkých druhov môžu rohy jazylky časom prerásť dopredu a vrastať do nosovej dutiny zhora – jazylka a jazyk však rozhodne nevyrastú z nosovej dutiny.
Obrázok 3a: Čeľusť a hyoidný aparát kurčaťa domáceho (Gallus gallus)
Obrázok 3b: Hyoidný aparát a súvisiace svalstvo a vnútorné orgány ďatľa červenobruchého (Melanerpes carolinus)
Porovnajte s kuracím hyoidom (pozri vyššie). Všimnite si tiež branchiomandibulárne svaly (Mbm), ktoré sa ovíjajú okolo hyoidných rohov a pripájajú sa k čeľusti. Vlastnosti pripevnenia ďatľa avoceta sú rovnaké, ale rohy a svaly Mbm sú dlhšie
Vlastný vtáčí jazyk pokrýva prednú časť hyoidného aparátu, jeho zadné časti, vrátane rohov jazylových, fungujú ako podporné štruktúry.
Dĺžka hyoidných rohov u rôznych vtákov sa veľmi málo líši, ale všetky sú funkčne veľmi podobné. Kuriatko domáce (obrázok a) je dobre preštudovaným príkladom vtáka, ktorý nie je blízko príbuzný ďatľovi, no napriek tomu má všetky podstatné znaky jazylka ďatľa (obrázok b).
Jazylkové rohy sliepok a väzivový obal, v ktorom sa nachádzajú (fascia vaginalis - Fvg), sa rozprestierajú dozadu na oboch stranách hrdla a potom sa stáčajú za ušami sliepky smerom k zadnej časti hlavy (obrázok 3a).
Samotný plášť je tvorený vakom mazacej tekutiny, do ktorého rohy pri svojom vývoji rastú. Toto mazanie dáva rohom určitú slobodu posúvať sa dopredu alebo dozadu po plášti, keď jazyk vyčnieva alebo sa sťahuje do úst. Medzi puzdrom a rohmi je niekoľko elastických väzov, ktoré však, samozrejme, nie sú „pevne“ pripevnené k lebke.
Všimnite si pripevňovacie body pre branchiomandibulárne svaly (označené „Mbm“), ktoré sa spájajú v blízkosti koncov jazylových rohov, rozširujú sa pozdĺž puzdra a vkladajú sa do stredu čeľustnej kosti (miesta pripojenia sú označené „Mbma“ a „Mbmp "). Sú to svaly, ktoré posúvajú rohy po pošve, tlačia ich na lebku, a tým ťahajú dopredu stuhnutý vtáčí jazyk.
Párové hyoidné rohy u vtáka teda slúžia len ako miesto pripojenia pre svaly, ktoré v skutočnosti začínajú v dolnej čeľusti - kontrakcia týchto svalov ťahá rohy a celý hyoidný aparát dopredu a von vzhľadom na lebku a vytláča jazyk. z úst ako oštep.
Keď pochopíme tento pojem, je zrejmé, že predĺženie hyoidných rohov a pripojených svalov bez akejkoľvek inej zmeny vo všeobecnej štruktúre alebo funkcii zaručí vtákovi dlhší jazyk a umožní mu vystrčiť jazyk ďalej z tlamy. . V skutočnosti sa to presne deje, keď mladý ďateľ dospieva.
Obrázok 4: Schéma stavby lebky a hyoidného aparátu ďatľa krátkojazyčného (vľavo) a dlhojazyčného (vpravo). Červeno-hnedé pruhy znázorňujú činnosť branchiomandibulárneho svalu (Mbm) počas extenzie jazyka. Pripojenia Mbm k hyoidným rohom a dolnej čeľusti sú znázornené fialovou farbou. Porovnajte s miestami pripojenia „mbm“, „mbma“ a „mbmp“ na obrázku 3. Zelené šípky znázorňujú smer pohybu rohov jazylového nervu počas kontrakcie Mbm.
Keď sa ďateľ avocet práve vyliahne z vajíčka, jeho hyoidné rohy siahajú len za ušné otvory, ako u kura. Ako rastie, puzdro, rohy a svaly sa predlžujú, ohýbajú sa dopredu cez hlavu a dosahujú až do nosnej dutiny.
U vtákov s dlhšími rohmi v pokoji sú rohy najviac uvoľnené a kontrakcia Mbm sa narovná a pri vysunutí jazyka ich pevne pritlačí k lebke. Preklz hrotu môže byť teda u niektorých druhov minimálny (pozri obrázok 4).
Porovnajte rohy jazýčka kurčaťa (obr. 3) a dospelého ďatľa avoketa (obr. 4, 5.1). Všimnite si, že aj keď sú rohy ďatľa avoceta oveľa dlhšie, každý z nich obsahuje dve kosti (rohová vetvička (ceratobranchiale) a horná vetvička (epibranchiale)) a jeden drobný kĺb s kúskom chrupavky na špičke hornej časti. -vetvová kosť - presne ako v kura. Existuje niekoľko ďalších menších morfologických rozdielov, ako je napríklad prítomnosť urohyale (UH) u kurčaťa, ale úplná zhoda je evidentná.
Ako už bolo spomenuté vyššie, hyoidné rohy ďatľa avocetozobého (a iných ďatľov s dlhými jazykmi) sú pomerne krátke (pozri obrázok 5.2) a sú porovnateľné s rohmi druhov ďatľov s krátkymi jazykmi, ako je napríklad ďateľ savý (obrázok 5.3), ktorý má zase hyoidné rohy.rohy nie väčšie ako u mnohých spevavých vtákov.
Je ďateľ výsledkom inteligentného dizajnu?
Obrázok 5:
1. Ďateľ hyoidný (Colaptes auratus) (dospelý)
2. Jazylka lesná (Colaptes auratus) (nedávno vyliahnutá)
3. Ďateľ cicavý (Sphyrapicus varius nuchalis) jazylka (dospelý)
Jazylkové rohy ďatľa avoceta dorastajú až po starnutí do temene hlavy, potom dopredu a do nosovej dutiny, kde je puzdro spojené s nosnou priehradkou. To dáva adaptačný zmysel, keďže mladého avoceta kŕmia rodičia a dlhý jazyk by mu len prekážal.
Genetické zmeny potrebné na takúto úpravu sú veľmi malé. Nevyžadujú sa žiadne nové štruktúry, len dlhšie obdobie rastu na predĺženie existujúcich štruktúr. Je pravdepodobné, že rodový druh ďatľa, ktorý začal hľadať larvy chrobákov hlbšie v dreve, sa ukázal byť adaptabilnejšími ďatľami s mutáciami, ktoré viedli k zväčšeniu jazýčkových rohov, pretože mohli vystrčiť svoje jazyk ďalej, dosahujúc korisť. Niektoré ďatle vôbec nepotrebovali dlhý jazyk, a preto boli vybrané gény, ktoré skracovali hyoidné rohy. Sajúci ďateľ (2) napríklad vydiera úzke diery v stromoch a potom sa pomocou svojho krátkeho jazyka živí šťavou vytekajúcou na povrch kmeňa (a hmyzom, ktorý sa na ňu nalepí).
Mnoho ďalších zaujímavých úprav sa nachádza u rôznych druhov ďatľov. Niektoré druhy majú napríklad upravené kĺby medzi určitými kosťami v lebke a hornej čeľusti, ako aj svaly, ktoré sa sťahujú, aby absorbovali nárazy dlabaného dreva. Silný krk a svaly chvostového peria a dlátovitý zobák sú ďalšie dlátové úpravy pozorované u niektorých druhov. Tie isté kreacionistické zdroje, ktoré poskytujú nepresné informácie o jazyku, často tvrdia, že značné množstvo adaptácií nájdených u ďatľov je argumentom proti evolúcii. Tvrdia, že všetky tieto úpravy by museli vzniknúť „v rovnakom čase“, inak by boli všetky zbytočné. Samozrejme, tento druh argumentov ignoruje skutočnosť, že mnohé druhy žijúcich ďatľov nemajú takéto prispôsobenia alebo ich úplne nevlastnia.
Napríklad ďateľ ostnatý používa svoj dlhý jazyk predovšetkým na uchopenie koristi na zemi alebo spod voľnej kôry. Má málo zariadení na tlmenie nárazov a radšej sa kŕmi na zemi alebo odlamuje kúsky hnilého dreva a kôry; ide o behaviorálny znak pozorovaný u iných vtákov než ďatľov. „Sekvenčný reťazec“ založený na štruktúre lebky, od malej až po vysoko špecializovanú na dlabanie dreva, sa pozoruje u rôznych rodov (skupiny príbuzných druhov) živých ďatľov. John James Audubon vo svojej klasickej knihe Birds of America opisuje mierny stupeň variácií v dĺžke jazylkových rohov, ktoré sa vyskytujú u rôznych druhov moderných ďatľov.
Vráskavec a ďateľ, členovia čeľade ďatľov, ktorí vyzerajú ako kríženec medzi spevavcami a ďatľami, majú mnoho úprav podobných ďatliam, napríklad dlhé jazyky. Chýbajú im však tuhé chvostové perá a niektoré ďalšie rysy špecializácie na drevo. Predpokladá sa, že sú podobné formám predkov dnešných špecializovaných ďatľov.
Dovoľte mi pripomenúť vám vlastnosti ďatľov:
1. V dôsledku obrovskej spotreby energie je ďateľ neustále hladný. Napríklad ďateľ čierny (pôvodom zo Severnej Ameriky) dokáže zjesť 900 lariev chrobákov alebo 1000 mravcov na jedno posedenie; ďateľ zelený zožerie denne až 2000 mravcov. Tento skutočne „vlčí apetít“ má svoj účel: ďatle zohrávajú dôležitú úlohu pri kontrole hmyzu, pomáhajú obmedzovať šírenie chorôb stromov ničením prenášačov chorôb. Ďateľ tak pomáha chrániť lesy.
2. Ďateľ je schopný zasiahnuť strom rýchlosťou 20-25-krát za sekundu (čo je takmer dvojnásobok rýchlosti guľometu) 8000-12000-krát denne!
3. Keď tento vták narazí do stromu, použije neuveriteľnú silu. Ak by rovnaká sila pôsobila na lebku akéhokoľvek iného vtáka, jeho mozog by sa rýchlo zmenil na kašu. Navyše, ak by si človek udrel hlavu o strom rovnakou silou, ak by po takomto otrase mozgu prežil, utrpel by veľmi vážne poranenie mozgu. Všetkým týmto tragédiám však bráni množstvo fyziologických znakov stavby ďatľa.
4. Pri bubnovaní ďatľa na strom rýchlosťou až 22-krát za sekundu dochádza k preťaženiu jeho hlavy až 1000 g (človek by bol „vyradený“ už pri 80-100 g). Ako dokážu ďatle odolať takému tlaku? David Youhanz píše:
„Zakaždým, keď ďateľ zasiahne strom, jeho hlava zažije stres rovnajúci sa 1000 gravitačným silám. To je viac ako 250-násobok stresu, ktorý zažíva astronaut počas štartu rakety... U väčšiny vtákov sú kosti zobáka spojené s kosťami lebky – kosti, ktorá obklopuje mozog. Ale u ďatľov sú lebka a zobák navzájom oddelené tkanivom podobným špongii. Práve tento „vankúš“ odnesie bremeno vždy, keď ďateľ zobákom prepichne strom. Tlmič ďatľa funguje tak dobre, že podľa vedcov zatiaľ človek na nič lepšie neprišiel.
Zobák aj mozog ďatľa sú navyše obklopené špeciálnym vankúšom, ktorý zmierňuje údery.
5. Pri vŕtaní sa hlava ďatľa pri výstrele pohybuje viac ako dvojnásobnou rýchlosťou ako guľka. Pri takejto rýchlosti by akýkoľvek úder vydaný aj pod miernym uhlom jednoducho roztrhol mozog vtáka na kusy. Krčné svaly ďatľa sú však tak dobre koordinované, že jeho hlava a zobák sa pohybujú synchrónne v dokonale priamej línii. Náraz navyše pohltia špeciálne svaly hlavy, ktoré pri každom údere odtiahnu lebku ďatľa od zobáka.
6. Ďateľ má mimoriadne silný zobák, ktorý väčšina ostatných vtákov nemá. Jeho zobák je dostatočne silný na to, aby vstúpil silou do stromu a zároveň sa nezložil ako harmonika. Veď ďateľ ich zráža o strom rýchlosťou asi 1000 úderov za minútu (takmer dvojnásobok rýchlosti bojového stroja) a jeho rýchlosť v momente dopadu je až 2000 km za hodinu.
7. Špička zobáka ďatľa má tvar dláta a ako dláto je schopná preniknúť aj do najtvrdšieho dreva. Na rozdiel od stavebného náradia ho však nikdy netreba brúsiť!
8. Dva prsty na nohe ďatľa smerujú dopredu a dva dozadu. Práve táto štruktúra mu pomáha ľahko sa pohybovať hore, dole a okolo kmeňov stromov (väčšina vtákov má tri prsty smerujúce dopredu a jeden dozadu). Navyše závesný systém, ktorý zahŕňa šľachy a svaly nôh, ostré pazúry a tuhé chvostové perá, na ktorých koncoch sú hroty na podporu, umožňuje ďatľovi absorbovať silu bleskovo opakovaných úderov.
9. Keď ďateľ zaklope na strom rýchlosťou až 20-krát za sekundu, viečka sa mu zatvoria vždy len chvíľu pred okamihom, keď sa jeho zobák priblíži k cieľu. Ide o druh mechanizmu ochrany očí pred čipmi. Zatvorené viečka tiež držia oči a bránia ich vyleteniu.
10. V nedávnej štúdii vedci z Kalifornskej univerzity v Berkeley zistili štyri výhody ďatľov tlmiacich nárazy:
„Tvrdý, ale elastický zobák; šľachovitá pružná štruktúra (jazylka alebo hyoidná kosť), ktorá pokrýva celú lebku a podporuje jazyk; hubovitá kostná oblasť v hlave; spôsob interakcie medzi lebkou a mozgovomiechovým mokom, ktorý potláča vibrácie Systém tlmenia nárazov ďatľa nie je založený na žiadnom jednom faktore, ale je výsledkom kombinovaného pôsobenia niekoľkých vzájomne závislých štruktúr.
