啄木鳥頭部的防震裝置

劉天毅

被人們稱為“森林醫生”的啄木鳥在我國分布較廣，種類約有180～200種。因啄木鳥的主食是害蟲，對防止森林蟲害有很大的作用，所以它被冠以“森林醫生”的美名。啄木鳥的嘴強勁有力并且平直而尖，很像木工用的鑿子，這不僅讓它能夠啄開樹皮，而且還能夠啄開堅硬的木質部分。

啄木是啄木鳥最主要的活動之一，它不僅通過啄木覓食，而且靠啄木在樹干中挖洞建巢、表達情感和示威。據科學家觀察發現，啄木鳥啄木的次數一天可達12 000次，頻率達到每秒20次，每次撞擊的減速力可達重力的1 200倍，這相當于以每小時25千米的速度撞擊墻體。如果人類像啄木鳥這么做的話，毫無疑問將會導致腦震蕩等致命后果。

據美國科學家May等人用高速攝像機的觀察顯示，啄木鳥頭部的最大速度可達7m/s，擊中樹木后在短短0.5毫秒內減速至零，減速時承受的加速度達到1 500m/s。也就是說，在這短短的0.5毫秒內，啄木鳥將承受1 500倍的重力加速度。

讓人不解的是，啄木鳥在這樣的條件下為什么還能夠保證頭部不受任何損傷。原來，啄木鳥的頭骨十分堅固，由骨密質和骨松質組成。在啄木鳥的大腦周圍有一層綿狀骨骼，內含液體，對外力起著緩沖和消震作用。它的腦殼周圍還長滿了具有減震作用的肌肉，能讓喙尖和頭部始終保持在一條直線上，使啄木時的頭部保持直線運動。啄木鳥的大腦和頭骨之間還有較小的硬腦膜，并且大腦上下長度比前后長度長一些，這能有效地分散作用在頭骨上的強大沖擊力。……