Darmowy fragment książki o ptakach "Jak leci": Ptasi gimbal, czyli o stabilnej głowie ptaka
Przedstawiamy fragment książki Martyny Walerowicz „Jak leci”, pochodzący z jednego z rozdziałów tej wyjątkowej publikacji. Tym razem autorka zabiera czytelników w świat ptaków, pokazując go w ciekawy, lekki i przystępny sposób. To tylko niewielka część książki, ale dobrze oddaje jej charakter i tematykę.
Ptasi gimbal, czyli o stabilnej głowie ptaka
Ten rozdział powstał dzięki Dolores Żmudzie-Trzebiatowskiej. Poprosiłam czytelników Faktów Biologicznych (mojej strony na Facebooku), by zasugerowali, czego chcieliby się dowiedzieć o ptakach. Ku mojej radości wielu z nich znajdzie odpowiedzi na swoje pytania w tej książce. Natomiast Dolores podrzuciła mi pytanie, które zapewne interesuje większość pasjonatów ptaków: jaki mechanizm odpowiada za ptasi gimbal?
Jeśli teraz panicznie wertujecie encyklopedię zwierząt, szukając słowa „gimbal”, uprzejmie donoszę, że go tam nie znajdziecie. Gimbal to po prostu stabilizator do kamery sportowej, telefonu lub aparatu fotograficznego, który dzięki układowi silniczków i żyroskopów ułatwia wykonanie wyraźnego zdjęcia. Ptaki wykorzystują podobny mechanizm w ciele, by utrzymywać oczy w jednej pozycji. Sławne są nagrania kur trzymanych w powietrzu oburącz, bujanych na boki i z dołu do góry, podczas gdy ich głowa nawet nie drgnie. Jest to tak imponujące, że producent samochodów Mercedes-Benz wykorzystał nioski w spocie reklamowym, chociaż właściwie nie wiadomo po co*. * No dobra, chodzi o stabilność i kontrolę samochodu, ale i tak nie rozumiem, co ma kura do fury.
Totalna stabilizacja głowy wygląda szczególnie imponująco u drapieżników takich jak pustułka czy zimorodek, jest niezbędna w życiu kolibrów i świetnie widać ją u ptaków, które zrywają się z gałęzi czy drutów telefonicznych – ich ciała się wyprężają, ale głowy pozostają stabilne. Mechanizm ten przydaje się także do wyciszania wstrząsów powodowanych uderzeniami skrzydeł. Przypatrzcie się lecącym gęsiom – ich ciała ruszają się, podczas gdy głowy znajdują się w jednej pozycji.
Gimbala dobrze też widać u… chodzących gołębi. Głowa ptaka sprawia wrażenie wyniośle nieruchomej, po czym wykonuje jeden szybki ruch w przód, by znowu zastygnąć w majestacie i jak najdłużej trwać w jednym położeniu. Większość ptaków wykonuje takie ruchy głową podczas chodzenia, ale zaobserwowano je również u niektórych gatunków pływających.
No dobrze – powiecie, odrywając wzrok od lecących gęsi tudzież szpaków zrywających się do lotu – ale po co to chodzącemu spokojnie gołębiowi? Otóż dzięki stabilnej głowie obraz na siatkówce oka się nie rozmazuje i ptak może skupić porządnie wzrok na człowieku jedzącym kanapkę albo na jakimkolwiek innym obserwowanym obiekcie.
Niektórzy naukowcy twierdzą, że przesuwanie głowy do przodu przez chodzące ptaki (na wzór gołębi) może służyć do tworzenia paralaksy ruchowej, która dostarcza informacji na temat odległości od obiektu i głębokości obrazu. Efekt paralaksy powoduje, że to, co położone dalej od obserwatora, wydaje się przesuwać wolniej, niż to, co znajduje się bliżej. Najlepiej widać to, gdy jedziemy samochodem – rzeczy bliżej pojazdu wręcz „gnają” i nie możemy na nich skupić wzroku, a te oddalone przesuwają się o wiele wolniej. To samo dzieje się, kiedy obserwujemy przedmioty przemieszczające się w przeciwnym kierunku względem nas. Gdybyśmy byli gołębiami, dzięki temu lepiej orientowalibyśmy się w przestrzeni.
Ptaki starają się mieć stabilny obraz nie tylko w czasie ruchu, ale również wtedy, gdy gdzieś przysiądą lub odpoczywają. Kiedy obracają głowę, robią to raczej „zrywami”, gwałtownie, by znów szybko unieruchomić oczy i dobrze widzieć, co się dzieje wokół nich.
Jeśli teraz skupicie wzrok na jakimś przedmiocie i poruszycie głową, to wasze źrenice będą cały czas ustawione w kierunku obserwowanego obiektu. Jest to tak zwana reakcja optokinetyczna, która stabilizuje widziany przez nas obraz. Zachodzi ona również u ptaków, tyle że u nich ruch gałek ocznych nie jest aż tak sprawny jak w przypadku innych gatunków.
Nie do końca wiadomo, jakie mechanizmy anatomiczne stoją za doskonałą stabilizacją głowy ptaków. Na pewno za nadzorowanie ruchów głowy odpowiada układ przedsionkowy (w jego skład wchodzi ucho wewnętrzne), który informuje mózg o ruchu liniowym ciała oraz kończyn (chodzi o ruch do przodu i do tyłu, do góry i w dół), ruchu obrotowym i wibracjach. To dzięki niemu wiemy, w jakim położeniu znajduje się nasze ciało. Ponadto system ów koordynuje odbieranie i przetwarzanie bodźców z innych ośrodków, na przykład dotyku, wzroku czy słuchu. To wszystko czyni go podejrzanym numer 1, jeśli chodzi o kwestię stabilizacji ptasiej głowy. Na podstawie badań przeprowadzonych w 2017 roku do grona podejrzanych dołączył organ lędźwiowy, znajdujący się w zrośniętych kręgach lędźwiowo- krzyżowych (zwanych synsakrum) ptaków. Odpowiada on za zmysł równowagi – jego kanały poprzeczne działają analogicznie do kanałów półkolistych w uchu wewnętrznym i dzięki niemu mózg dostaje informacje o pozycji nie tylko głowy, ale także reszty ciała. Organ lędźwiowy ma każdy gatunek ptaka, ale zdecydowanie lepiej rozwinięty jest on u tych ptasich osobników, które spędzają dużo czasu, siedząc na gałęziach i żerdziach. Przypadek? Nie sądzę.
Dzięki badaniom nad łabędziami krzykliwymi wiadomo nieco więcej o tym, jakie szczegóły anatomii pozwalają na stabilizację głowy. U tych ptaków i u innych „długoszyjnych” gatunków gimbal spełnia ważną funkcję podczas lądowania, gdy skupiają wzrok na horyzoncie, by mieć właściwy punkt odniesienia, a jednocześnie gwałtownie zmieniają pozycję ciała (z poziomej na niemal pionową), zanim osiądą na wodzie.
Naukowcy stwierdzili, że szyje działają podobnie jak zawieszenie w samochodach, które gwarantuje gładką jazdę nawet na największych wybojach. Kręgi i mięśnie reagują na ruchy lecącego ciała i uderzenia wiatru odpowiednią sztywnością i giętkością, żeby utrzymać głowę we właściwym położeniu. Mechanizm ten podobno jest prosty, chociaż bierze w nim udział 20 kręgów i 200 mięśni (po każdej stronie szyi)! Ich praca pod dowództwem systemu nerwowego wystarczy do wytłumienia drżeń.
To tylko fragment jednego z rozdziałów książki „Jak leci” Martyny Walerowicz. Jeżeli chcecie przeczytać więcej i poznać całość tej interesującej publikacji, zapraszamy do sklepu Pasieka24, gdzie dostępna jest książka: tutaj.
