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2019-06-26
更新时间:2024-03-22 09:08作者:小乐
资料来源:中小企业技术故事
无论是现实中还是童话故事中,啄木鸟一直以“森林卫士”的形象出现。啄木鸟对于“治疗树木的病害”也有一种天生的固执。一棵树被一只北美黑啄木鸟剖开内脏,英年早逝,使这种鸟成为啄木鸟界“庸医”的典型例子。北美黑啄木鸟
“鸟舍”的倒塌不仅质疑其“医术不高”,也因此次对树木的破坏而挑战其“森林卫士”的标签。如果你认为这种鸟对树木的破坏只是一个例外,那么下面这些专门在树上钻洞的啄木鸟的“杰作”就有点难以观看了。
在北美西南海岸的橡树林或松树林中,您可能会遇到一些被毁坏的树木。它们的树干和树枝上布满了密密麻麻的孔洞。乍一看,它们就像是被害虫入侵的痕迹。如果你能忍受这种强烈的恐惧,仔细观察,你会发现每个小洞里似乎都藏着一颗橡子。这是橡木啄木鸟(Melanerpes formicivorus)的杰作。橡木啄木鸟的杰作
橡木啄木鸟每年秋天和冬天都会采集橡子,为过冬和繁殖做准备。它们不是简单地挖一个洞来存放橡子,而是在树干上挖一个又一个的小洞,把收集来的橡子一一嵌入里面,所以这种树就叫它们。粮仓树。
橡树啄木鸟更喜欢将橡子储存在针叶树中,因为针叶树的树皮较软。存储孔的直径通常为0.5 英寸(1.3 厘米),深为1.5 英寸(3.8 厘米)。将橡子放入孔中,底面朝外,当橡子干燥并收缩时,橡木啄木鸟会将它们移入较小的孔中。橡木啄木鸟和它的橡子
当然,这个大工程不是一只鸟就能完成的。橡树啄木鸟经常群居,一起储藏橡子。一个团体的所有成员都会花费大量的时间来收集橡子。在这项合作中,一棵粮仓树可能有多达50,000 个孔。到了秋天和冬天,每个洞都会长出一颗橡子。儿子。储存橡子的数量和质量直接影响橡木啄木鸟群体的大小和组成,以及繁殖和生存。
可见,橡树啄木鸟有自己独特的生存智慧,但选作粮仓的树却会遭殃。 —— 这似乎是啄木鸟破坏树木的直接证据。
然而,橡树啄木鸟并不是唯一如此热衷于“挖洞”的鸟类。另一种被称为“森林吸血鬼”的啄木鸟也擅长在健康的树木上挖洞。吸汁啄木鸟是一种非常特殊的啄木鸟。它们一般靠吸食含糖树汁为生,含糖量较多的桦树和枫树成为它们的主要猎物。吸汁啄木鸟及其杰作
吸汁啄木鸟所吃的汁液位于树木的韧皮部。当它们在树干上啄出一个小洞后,树会采取类似于“结痂”的步骤来修复它。吸汁啄木鸟会在原来的洞旁边挖另一个洞,两个洞之间的距离约为0.25英寸至0.375英寸(约0.64厘米至0.95厘米)。结果,洞越来越多,树被毁了。
此外,从受损区域渗出的汁液会吸引一些昆虫,在繁殖季节,吸汁啄木鸟会吃掉这些昆虫并喂给幼鸟。当树上的洞绕着树转一圈时,树就会死亡,因为树用来输送养分的管道和屏障被损坏。
这两种啄木鸟似乎打破了我们对啄木鸟的一般认知,但是你听说过啄木鸟会在其他小鸟的大脑上打洞吗?希拉啄木鸟(Melanerpes uropygialis) 给啄木鸟的形象带来了血腥的扭曲。科学家曾经拍摄到吉拉啄木鸟啄食小鸟大脑的视频,这可以说是啄木鸟领域的重大发现。吉拉啄木鸟趁母亲不在时吃掉幼鸟的大脑
在搞清楚啄木鸟是否恶意破坏树木之前,我们先来看看啄木鸟为何拥有如此强大的打洞能力。啄木鸟喙的力量无疑是强大的,否则它们不可能在树干上挖洞捕捉昆虫、储存食物、吸取树汁,甚至吸食小鸟的大脑。
啄木鸟挖洞时,头部撞击木头后0.5-1 毫秒内停止移动。加速度可达1000g,啄木鸟平均每天啄木头12000次。不仅仅是我们,科学家们也很好奇为什么啄木鸟可以如此疯狂地啄木头而不会遭受脑震荡。高速摄像机拍摄到一只啄木鸟正在啄树。
首先,啄木鸟有特殊的头骨结构。它们的头骨很厚,具有海绵状、分层的骨骼结构。蛛网膜下腔极小,几乎没有脑脊液,从而避免了啄木过程中脑脊液惯性带来的各种问题。同时大脑小而光滑,增加了与头骨的接触面积。
当啄木鸟撞击树木时,它的喙几乎垂直地撞击树木,这样喙就不会因为侧向力而折断。但它的啄位置是不断变化的,这就保证了它的大脑与头骨碰撞的点不断变化,从而避免了一个点不断受力的情况。
科学家还研究了啄木鸟头骨和喙的微观组成。微型计算机断层扫描的扫描数据显示,啄木鸟的头骨具有更多的板状小梁和更大的厚度。单个小梁的数量更多和间距更近可能会减少啄木过程中的头骨变形,并减少啄木过程中大脑所受的力。相比之下,喙中的骨小梁更薄,可以产生更大的变形,以分散对大脑的冲击力。
除此之外,最神奇的还是它的舌头。啄木鸟的舌头很长,可以伸出的部分甚至比自己的身体还要长。同时,舌尖上还有许多倒刺。这种舌头结构使啄木鸟更容易将舌头伸入洞中,牢牢地钩住猎物。仅就其长度而言并没有什么特别之处。最重要的是它的舌头包裹着头骨。因为舌头本身具有极好的韧性,所以它对大脑起到了减震器的作用。
啄木鸟的舌头
除了这些基本的硬件设施之外,啄木鸟还有一项大多数鸟类所不具备的特殊技能,那就是在笔直的树干上站立的能力。一般鸟类的脚趾都是三趾向前,一趾向后;而啄木鸟有两个脚趾向前,两个脚趾向后。它们非常粗短而有力,爪子弯曲而锋利,这有助于它们抓住直立的树干。乌鸦(左)和啄木鸟(右)脚趾的比较
另外,它的尾巴也很特别。它的尾羽末端特别平坦,而且尾羽坚硬,富有弹性。因此,当脚趾抓住树干时,可以将尾羽斜撑在凹凸不平的树干上,以保持整个身体的平衡,防止身体向下摔倒。
那么回到最初的问题,拥有这种挖洞这种先天优势的啄木鸟真的会伤害树木吗?
橡木啄木鸟虽然有挖洞储存食物的行为,但它们主要以死树作为食物仓库,所以选择活树的概率很小。但如果他被选中并死去怎么办?不必要。当橡木啄木鸟挖洞时,很少会损坏树的木质部和更深的形成层中的导管。它只作用于树木的表面,不会对树木造成太大的伤害。木本植物茎的结构
有趣的是,橡木啄木鸟还会在栅栏、电话杆、建筑物甚至汽车散热器上钻洞来储存橡子。他们曾经在加州中部的一个无线天线中藏了橡子,当工人们打开天线上的一个隔间时,大约有300磅的橡子掉了出来。可见它们不仅“毁树”,还损害人类财产,因此一度被视为“害鸟”。橡木啄木鸟损坏门框
也不是所有的橡木啄木鸟都有这种习惯。在某些地区,橡树啄木鸟将橡子储存在树皮的天然孔洞和裂缝中。如果它们储备的食物被吃掉,它们就会转移到另一个地方,一些亚利桑那橡木啄木鸟甚至飞往墨西哥过冬。
此外,橡树啄木鸟不仅以橡子为食,它们是完全的杂食性鸟类。昆虫、松子和草籽都在他们的菜单上。橡子是它们储存的主要食物,但它们也收集和储存其他食物,如松子。
吸汁啄木鸟确实对树木具有破坏性。它会损坏树中输送养分的导管和筛管。严重时,树会因缺乏养分而死亡。但有研究表明,啄木鸟的密集取食行为会导致小树死亡,但对于大树来说,只有连续使用三四年才会死亡。
啄木鸟的吸汁行为也有利于蜂鸟。蜂鸟在花朵盛开之前抵达佛蒙特州,因此它们依靠吸汁虫挖的洞来维持生命。蜂鸟通过吸汁啄木鸟挖的洞吃树汁
至于希拉啄木鸟以小鸟的大脑为食,科学家推测可能只是为了解渴。由于吉拉啄木鸟主要分布在北美和中美洲的干旱和半干旱地区,水资源稀缺。当然也不排除单纯想吃肉的可能。
有人说啄木鸟的“鸟类身份”崩溃了,“森林医生”的标签过分美化了它们的行为;有些人甚至说它们应该被归类为害鸟。然而,“益鸟”和“害鸟”只是人们的一厢情愿。利益和危害是基于人类利益的。
世界上大约有217 种啄木鸟,包括那些看起来会破坏树木的啄木鸟,如橡木啄木鸟和吸汁啄木鸟,以及其他实际上捕食隐藏在树木中的害虫的啄木鸟,如斑点啄木鸟和黑啄木鸟。据统计,在13.3公顷的森林里,一对啄木鸟一个冬天就能吃掉90%以上的害虫。
然而,啄木鸟也会在活树的树干上筑巢。如果它们在捕猎时用力过大,也会出现像本文开头的北美黑啄木鸟将树“掏出内脏”那样的极端情况。
啄木鸟并没有进化出这样的结构来寻找食物以成为“医生”。相反,它们可能是为了捕捉食物而做了一件好事,然后被人类贴上了“森林医生”的标签。每种生物都有自己的生存策略和生态价值。
橡子啄木鸟概述。关于鸟类的一切。
橡子啄木鸟。维基百科。
食蚁兽黑蛇。火灾影响信息系统(FEIS)。
橡子啄木鸟在一棵树上囤积了数千个橡子。陶陶·福尔摩斯。 2016年5月16日
啄木鸟和吸汁鸟。马里兰大学。
如果你是一只小鸽子,这只啄木鸟会钻进你的头骨并吃掉你的大脑。贾森·比特尔。 2017年1月4日。
为什么啄木鸟不会受到脑震荡。生命科学。 2012年4月10日。
卢山、倪一坤、刘晓宇、王超、牛旭峰、王丽珍、范宇波。啄木鸟头部抗冲击的生物学机制及应用[J].中国科学:生命科学, 2013, 43(08):626-630.
来认识一下天线上长满橡子的鸟吧。国家地理。 2015.11.13 编辑:陈晓琪审稿:朱丽