La physique dans le monde animal: le pic et son "marteau-piqueur"

Source: audubon.org

Pic (lat. Picidae ) - une grande famille d'oiseaux, qui comprend 233 espèces. Dans la plupart des cas, les pics vivent dans les forêts. Ce sont des oiseaux grimpants qui volent, mais pas très bien. La grande majorité des membres de la famille se distinguent des autres oiseaux par un bec inhabituel en forme de ciseau. Avec lui, les pics martèlent l'écorce et le noyau de l'arbre, essayant de trouver leur nourriture principale: les insectes et leurs larves.

Les pics utilisent leur bec fort non seulement pour l'extraction de nourriture, mais aussi pour créer des nids, qui sont généralement disposés en creux d'arbres. Les pics frappent sur l'arbre et communiquent entre eux. Au printemps, les mâles de nombreuses espèces de pics se mettent à tambouriner sur les arbres secs. De tels trilles sont probablement entendus par de nombreux lecteurs. Le corps du pic est presque parfaitement adapté à son style de vie. Grâce à cela, le pic peut supporter des charges importantes, qui sont mortelles pour de nombreux autres organismes vivants.

Le copeau de bois est une activité très énergivore. Afin de reconstituer les réserves d'énergie, les pics doivent constamment manger. Par exemple, un pic noir dans un seul «repas» peut manger environ mille fourmis ou plusieurs centaines de larves de scolytes. Le pic vert mange encore plus - en un jour, il mange environ deux mille fourmis.

Les pics sont appelés les gardiens de la forêt, et cela, en principe, est vrai. L'oiseau, mangeant un grand nombre de larves de ravageurs des arbres ou d'insectes adultes, empêche une augmentation incontrôlée de la population de ravageurs.

Charges de pics

La vitesse de frappe moyenne des pics est de 20 à 25 mouvements par seconde. Le nombre total de coups de pics par jour est de 8000-12000. Pour que l'oiseau puisse résister à la surcharge associée aux arbres creusés, son crâne et son squelette doivent être exceptionnellement solides. Si un autre oiseau heurtait l'arbre à une telle vitesse, alors en quelques coups, il mourrait des surcharges.



Les mesures montrent que la surcharge subie par le pic atteint 1000 - 1200g. C'est bien plus que ce que les organismes d'autres animaux, y compris les humains, peuvent supporter. Nous ne sommes pas en mesure de supporter des surcharges supérieures à 80-100 g. La plus grande surcharge (à court terme) de voiture, à laquelle une personne a réussi à survivre - 179,8 g. Lors de l'ouverture d'un parachute, les parachutistes subissent des surcharges allant jusqu'à 10 g. Les pilotes effectuant des acrobaties aériennes reçoivent des surcharges jusqu'à 12 g.

Le bec du pic est suffisamment solide pour marteler un arbre et ne pas se casser ou se déformer. La pointe du bec de la plupart des espèces de pics est semblable à un ciseau. Grâce à cela, les oiseaux peuvent «travailler» avec les types de bois les plus durs. Avec un martèlement actif, la température du cerveau augmente. Par conséquent, le pic ne peut pas creuser tout le temps, il doit faire des pauses pour réinitialiser la température.

Le pic n'a pas seulement un crâne et un bec solides. Cet oiseau est équipé d'un «amortisseur» sous forme de liquide céphalo-rachidien, qui supprime les vibrations. Le système d'amortissement du pic comprend également un bec élastique, un os hyoïde tendu et élastique (hyoïde), ainsi qu'un os spongieux spécial dans la tête. Un hyoïde est plus susceptible d'être du cartilage que de l'os. Il est situé non seulement dans la gorge, mais pénètre également dans le nasopharynx, enveloppant le crâne. Ainsi, le crâne de l'oiseau est l'un des amortisseurs naturels les plus avancés.



Ce n'est pas un facteur qui adoucit le coup, mais tout leur système. Lors du ciselage d'un arbre, le bec se déplace perpendiculairement à la surface sur laquelle le pic pivote. Si le coup n'était pas donné perpendiculairement, mais un peu en biais, le mécanisme d'amortissement de l'oiseau ne fonctionnerait pas, et il pourrait simplement mourir. Mais un système musculaire bien coordonné fonctionne ici, ce qui permet à la tête et au bec de se déplacer en ligne droite. Lorsque le bec frappe, les muscles éloignent immédiatement le crâne du pic du point d'impact.

Protégé des chocs et des yeux d'oiseaux. Lorsqu'un arbre est touché, une troisième paupière (membrane clignotante) tombe sur l'œil du pic. Il protège le globe oculaire des vibrations, empêchant la séparation rétinienne.

Une autre caractéristique unique du pic est sa longue langue. Chez tous les oiseaux, la langue est attachée à l'arrière du bec. Mais la langue du pic vient de la narine droite, se divisant en deux moitiés. Ces deux moitiés couvrent la tête et le cou de l'oiseau, laissant à travers un trou dans le bec. Après cela, ils se connectent. La langue des pics élimine les larves d'insectes des passages profonds en bois.



Afin de placer tous ces dispositifs d'amortissement dans le crâne, le pic a dû sacrifier la taille du cerveau. En cours d'évolution, elle a diminué. De plus, une diminution du volume cérébral n'a pas conduit au fait que les pics sont devenus "idiots". En fait, les pics se distinguent par une organisation élevée des comportements. Ils ont des habitudes territoriales et de nidification complexes.

Mais chez les oiseaux, les corps rayés et une couche appelée hyperstriatum sont responsables de «l'intelligence». Ces parties du cerveau sont de petite taille, de sorte que le pic peut se débrouiller avec un cerveau relativement petit.

Eh bien, afin de se déplacer facilement le long des troncs d'arbres, les pics utilisent la conception en forme de X des jambes. Deux doigts sur le pied du pic pointent vers l'avant et deux pointent vers l'arrière. Chez la plupart des oiseaux d'autres espèces, trois doigts pointent vers l'avant et un doigt pointe vers l'arrière. L'accrochage à l'écorce aide les griffes tenaces, les os solides des doigts et des tendons. Tout cela fournit une prise fiable avec l'arbre, et le pic ne tombe pas même pendant les "travaux" les plus actifs.

Source: https://habr.com/ru/post/fr397879/