La física en el mundo animal: el pájaro carpintero y su "martillo neumático"

Fuente: audubon.org

Woodpeckers (lat. Picidae ) - una gran familia de aves, que incluye 233 especies. En la mayoría de los casos, los pájaros carpinteros viven en los bosques. Estas son aves trepadoras que vuelan, aunque no muy bien. La gran mayoría de los miembros de la familia difieren de otras aves en un pico inusual en forma de cincel. Con él, los pájaros carpinteros martillan la corteza y el núcleo del árbol, tratando de encontrar su alimento principal: los insectos y sus larvas.

Los pájaros carpinteros usan su pico fuerte no solo para la extracción de alimentos, sino también para crear nidos, que generalmente están dispuestos en huecos de árboles. Los pájaros carpinteros tocan el árbol y se comunican entre sí. En primavera, los machos de muchas especies de pájaros carpinteros pican tamborileando sobre árboles secos. Es probable que muchos lectores escuchen tales trinos. El cuerpo del pájaro carpintero se adapta casi perfectamente a su estilo de vida. Gracias a esto, el pájaro carpintero puede soportar cargas significativas, que son mortales para muchos otros organismos vivos.

El astillado de madera es una actividad muy intensiva en energía. Para reponer las reservas de energía, los pájaros carpinteros tienen que comer constantemente. Por ejemplo, un pájaro carpintero negro en una sola "comida" puede comer alrededor de mil hormigas o varios cientos de larvas de escarabajos de la corteza. El pájaro carpintero verde come aún más: en un día come alrededor de dos mil hormigas.

Los pájaros carpinteros se llaman ordenanzas del bosque, y esto, en principio, es cierto. El ave, al comer una gran cantidad de larvas de plagas de árboles o insectos adultos, evita un aumento incontrolado de la población de plagas.

Carpintero cargas

La velocidad promedio de golpe del pájaro carpintero es de 20-25 movimientos por segundo. El número total de visitas al pájaro carpintero por día es de 8000-12000. Para que el pájaro pueda resistir la sobrecarga asociada con los árboles huecos, su cráneo y esqueleto deben ser inusualmente fuertes. Si cualquier otro pájaro golpea el árbol a tal velocidad, entonces con solo unos pocos golpes moriría por sobrecargas.



Las mediciones muestran que la sobrecarga experimentada por el pájaro carpintero alcanza 1000 - 1200g. Esto es mucho más de lo que los organismos de otros animales, incluidos los humanos, pueden soportar. No podemos soportar sobrecargas superiores a 80-100 g. La sobrecarga de automóvil más grande (a corto plazo), en la que una persona logró sobrevivir: 179.8 g. Al abrir un paracaídas, los paracaidistas experimentan sobrecargas de hasta 10 g. Los pilotos que realizan acrobacias aéreas reciben sobrecargas de hasta 12 g.

El pico del pájaro carpintero es lo suficientemente fuerte como para martillar un árbol y no romperse ni deformarse. La punta del pico de la mayoría de las especies de pájaros carpinteros es similar a un cincel. Gracias a esto, las aves pueden "trabajar" con los tipos de madera más duros. Con el martilleo activo, la temperatura del cerebro aumenta. Por lo tanto, el pájaro carpintero no puede ahuecarse todo el tiempo, tiene que tomar descansos para restablecer la temperatura.

El pájaro carpintero no solo tiene un cráneo y un pico fuertes. Esta ave está equipada con un "amortiguador" en forma de líquido cefalorraquídeo, que suprime la vibración. El sistema de amortiguación del pájaro carpintero también incluye un pico elástico, hueso hioides fibroso y elástico (hioides), así como un hueso esponjoso especial en la cabeza. Es más probable que un hioides sea cartílago que hueso. Se encuentra no solo en la garganta, sino que también entra en la nasofaringe y envuelve el cráneo. Por lo tanto, el cráneo del ave es uno de los amortiguadores naturales más avanzados.



No es un factor que suaviza el golpe, sino todo su sistema. Durante el cincelado de un árbol, el pico se mueve perpendicular a la superficie en la que late el pájaro carpintero. Si el golpe se realizó no perpendicularmente, sino un poco en ángulo, el mecanismo de amortiguación del pájaro no funcionaría y podría morir. Pero aquí funciona un sistema muscular bien coordinado, que permite que la cabeza y el pico se muevan en línea recta. Cuando golpea el pico, los músculos inmediatamente alejan el cráneo del pájaro carpintero del punto de impacto.

Protegido de los golpes y los ojos de pájaro. Cuando se golpea un árbol, un tercer párpado (membrana parpadeante) cae sobre el ojo del pájaro carpintero. Protege el globo ocular de la vibración, evitando la separación de la retina.

Otra característica única del pájaro carpintero es su larga lengua. En todas las aves, la lengua está unida a la parte posterior del pico. Pero la lengua del pájaro carpintero sale de la fosa nasal derecha, dividiéndose en dos mitades. Estas dos mitades cubren la cabeza y el cuello del ave, dejando un agujero en el pico. Después de eso se conectan. La lengua de los pájaros carpinteros elimina las larvas de insectos de los pasajes profundos de madera.



Para colocar todos estos dispositivos de amortiguación dentro del cráneo, el pájaro carpintero tuvo que sacrificar el tamaño del cerebro. En el proceso de evolución, disminuyó. Además, una disminución en el volumen del cerebro no condujo al hecho de que los pájaros carpinteros se convirtieron en "tontos". De hecho, los pájaros carpinteros se distinguen por una alta organización del comportamiento. Tienen hábitos territoriales y de anidación complejos.

Pero en las aves, los cuerpos rayados y una capa llamada hiperstriatum son responsables de la "inteligencia". Estas partes del cerebro son de tamaño pequeño, por lo que el pájaro carpintero puede sobrevivir con un cerebro relativamente pequeño.

Bueno, para moverse fácilmente a lo largo de los troncos de los árboles, los pájaros carpinteros usan el diseño en forma de X de las patas. Dos dedos en el pie del pájaro carpintero apuntan hacia adelante y dos apuntan hacia atrás. En la mayoría de las aves de otras especies, tres dedos apuntan hacia adelante y un dedo apunta hacia atrás. Aferrarse a la corteza ayuda a las garras tenaces, huesos fuertes de los dedos y tendones. Todo esto proporciona un agarre confiable con el árbol, y el pájaro carpintero no se cae incluso durante el "trabajo" más activo.

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