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啄木鳥為什么不頭疼？(2006-10-12 02:44:10)
啄木鳥為什么不頭疼？
·方舟子· 在各項諾貝爾獎獲得者陸續(xù)宣布的同時，有一個另類諾貝爾獎也在 哈佛大學頒發(fā)，沾光吸引了眾人的眼球。這個由《不可能研究年鑒》組 織、自1991年起開始頒發(fā)的“Ig諾貝爾”（與ignoble諧音，意思是 “不光彩”）獎，在國內(nèi)常被稱為搞笑諾貝爾獎。它起初的確含有搞笑 的成分，頒給那些“不可能也不應該被重復”的成果，主要是在諷刺一 些不可信的、甚至是偽科學的研究。但是隨著名氣越來越大，其宗旨也 發(fā)生了變化，改而頒發(fā)給“先讓你樂，然后讓你思考”的有趣研究，由 諷刺變成了幽默，獲獎研究越來越正式，獲獎者雖然沒有獎金，也大都 欣然赴會領獎。 其實有的Ig諾貝爾獲獎成果雖然有趣，卻一點也不可笑，當然更非 不可信，例如加州大學戴維斯分校的伊凡·斯瓦布和加州大學洛杉磯分 校的菲利普·梅（已故）因為研究和解釋啄木鳥為什么不會頭疼而獲得 今年的鳥類學獎，就是一個非常嚴肅、嚴謹?shù)难芯?。它涉及了進化生物 學一個重要的問題：生物是如何巧妙地適應了其生活環(huán)境的？ 啄木鳥是生物巧妙地適應了其環(huán)境的典型例子。達爾文在《物種 起源》的引言中，便是以啄木鳥為例，說明只有自然選擇才能解釋生物 的適應性：“譬如說，啄木鳥的腳、尾、喙和舌是如此令人贊嘆地適應 了從樹皮之下捕捉蟲子，將這樣的構(gòu)造也僅僅歸于外部條件，則是十分 荒謬的。”但是即便是達爾文，也沒有想到啄木鳥的頭部和眼睛構(gòu)造同 樣是令人贊嘆地適應了從樹皮之下捕捉蟲子。 啄木鳥好比一個錘子不停地快速敲打堅硬的樹木，不僅通過啄木覓 食，而且靠它在樹干中挖洞建巢，還要靠它相互通訊和示威。啄木是啄 木鳥最主要的活動之一，它啄木的次數(shù)一天可達1萬2千次，頻率達到每 秒20次，每次撞擊的減速力達到重力的1200倍，這相當于以每小時25公 里的速度撞墻。如果我們?nèi)祟愊褡哪绝B那么干的話，毫無疑問將會導致 腦震蕩、腦損傷、視網(wǎng)膜出血和視網(wǎng)膜脫落等一系列致命后果，啄木鳥 又是如何避免的呢？ 啄木鳥的大腦比較小，體積小的物體的表面積相對就比較大，施加 在上面的壓力就容易分散掉，因此它不像人的大腦那樣容易得腦震蕩。 啄木鳥在啄木時，敲打方向十分地垂直，可避免因為晃動出現(xiàn)的扭力導 致腦膜撕裂和腦震蕩。 啄木鳥還進化出了一系列的保護大腦和眼球免受撞擊的裝置。它的 頭骨很厚實，但是骨頭中有很多小空隙，有點像海綿，可以減弱震動。 大腦表面有一層膜叫軟腦膜，在它的外面還有一層膜叫蛛網(wǎng)膜，兩層膜 之間有一個腔隙叫蛛網(wǎng)膜下腔。人的蛛網(wǎng)膜下腔充滿了腦脊液。但是啄 木鳥的蛛網(wǎng)膜下腔很窄小，幾乎沒有腦脊液，這樣就減弱了震波的液體 傳動。 啄木鳥的下顎底部有軟骨，可以緩沖撞擊。它的下顎是由一塊強有 力的肌肉與頭骨聯(lián)結(jié)在一起的，在撞擊之前這塊肌肉快速收縮，也起到 了緩沖作用，讓撞擊力傳到頭骨的底部和后部，繞開了大腦。 啄木鳥的眼睛結(jié)構(gòu)也十分巧妙。高速攝像表明，在撞擊之前的一瞬 間，啄木鳥眼睛的瞬膜會快速閉上，既避免了撞擊濺出的木屑傷害眼睛， 又像一個安全帶一樣把眼睛裹住，免得眼睛蹦出來。它的眼睛中的脈絡 膜用一種黏多糖填滿空隙，能起到緩沖作用。在鳥類眼瞼上有一個像梳 子一樣的梳膜，可能也能起到防震作用，因為它一旦充血，就能暫時提 高眼內(nèi)壓力，保護晶狀體和視網(wǎng)膜。 最奇妙的是啄木鳥的舌頭。它的舌頭極長，從上顎后部生出，穿過 右鼻孔，分叉成兩條，然后繞到頭骨的上部和后部，經(jīng)過頸部的兩側(cè)、 下顎，在口腔中又合成一條舌頭。這樣的舌頭就像一條橡皮筋，能夠射 出喙外達10厘米。顯然，這條長舌頭的主要用途是為了把蟲子從洞中鉤 出來，但是在每次啄木之前舌頭收縮的話，就能吸收撞擊力，也是一個 很好的緩沖裝置。 達爾文在《物種起源》中一再感嘆啄木鳥身體構(gòu)造的巧妙，寫道： “啄木鳥攀登樹木并從樹皮的裂縫里捉捕昆蟲，我們能夠舉出比這種適 應性更加動人的例子嗎？”但是啄木鳥身體構(gòu)造比達爾文設想的甚至還 要精巧得多。生物學家研究這樣的身體構(gòu)造，一點也不搞笑，也不是純 粹出于學術(shù)上的好奇，并非沒有實用價值。啄木鳥的身體構(gòu)造乃是在自 然選擇作用下長期進化的結(jié)果，是大自然用數(shù)百萬年的時間做的一個實 驗，研究它是如何巧妙地避免撞擊帶來的身體損傷，對于改進防止人 類大腦損傷的保護設備，不無啟發(fā)。 2006.10.09 |
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