星期二, 03 11月 2020 03:49

森林医生的全套豪华啄木装备从何而来?

身居城市的人们已经很少看到野生动物的身影。但当你到外面郊游,走入田野和树林,或许会碰上野兔和刺猬等小型野生动物,还有本文的主角——啄木鸟

啄木鸟的家族庞大,在全世界范围大概有200多个品种,其中有29种分布在我国,最为常见的是绿啄木鸟和斑啄木鸟(又称大斑啄木鸟)。以大斑啄木鸟为例,它的体形较小,上体羽色是黑底有白斑,以翅膀上居多,下体棕白色,尾下部是红色,雄鸟的头的后部也是红色。


大斑啄木鸟
▲ 大斑啄木鸟

人们对啄木鸟印象最深的还是它那长长的尖嘴和高超的抓虫技能,下面为大家一一解读。

 

 森林医生,高超的抓虫特技

啄木鸟被赋予了高超的捕虫技能,素有“森林医生”的美称,因为它们大部分以树木的害虫为食,一只啄木鸟一天就能吃掉上千只虫子。它们会利用锋利细长的喙敲打树干来进行检查,一旦发现病虫害就会马上对大树进行“外科手术”,用尖嘴戳破树皮和树干,啄开虫洞,再用带有黏液和倒刺的舌头将害虫(包括虫卵)全部勾出来吃掉。


正在啄木抓虫的大斑啄木鸟
▲ 正在啄木抓虫的大斑啄木鸟

如果有些虫子躲在树干深处,啄木鸟还会在树干某处继续敲击,发出令虫子恐惧的声音,使它们惊恐乱窜,当它们爬到啄木鸟所凿开的树洞附近就会被吃掉。

但啄木鸟是一种非常执着的鸟,在没有碰上天敌的情况下,都不会放过树木里面的害虫。国外曾经有人拍到一段有点夸张搞笑的视频:一只啄木鸟为了吃掉树中的虫子,对树干进行“笃笃笃”的电钻式操作。这位森林医生虽然敬业,但这棵可怜的大树的树干被它啄掉了一大半!


树木内心接近崩溃的哭诉:俺是不是遇上庸医了!??
▲ 树木内心接近崩溃的哭诉:俺是不是遇上庸医了!??

有一些啄木鸟还会吸食树干中含糖量较高的树汁,甚至还有一种以吃树的汁液为生(当然这种就不配称为“医生”了)。

 

 独一无二的生物钻探机

你也许会感到奇怪,人类需要铁锤和凿子,还要费很大劲才能在树上钻个孔,为何啄木鸟只靠一张嘴就能在坚硬的树干上钻出孔来?这是因为啄木鸟全身都是为凿木抓虫而设计的!


啄木鸟全身都是为凿木抓虫而设计的!
▲ 啄木鸟全身都是为凿木抓虫而设计的!

下面进入啄木鸟晒装备环节:

✔ 嘴巴(喙)又长又坚硬,就像木工用的凿子

✔ 舌头很长,能伸出喙外达10~14厘米,舌尖有粘液和成排的倒钩,能高效钩出虫洞的虫子


啄木鸟超长的舌头
▲ 啄木鸟超长的舌头

✔ 覆盖细毛的狭缝状鼻孔,有效防止钻孔产生的粉尘和木屑进入

✔ 眼睛的瞬膜较厚,避免木屑刺入眼睛,也能防止眼珠蹦出

✔ 强有力的颈部肌肉,使喙能高速冲击树干

✔ 尾巴羽毛非常坚硬,在钻孔时支撑和固定身体

✔ 爪子有力,一般两趾向前,两趾向后,能紧紧抓住垂直的树干


啄木鸟的爪子
▲ 啄木鸟的爪子

 

钻孔时的啄木鸟完全就像一台冲击钻,能以每秒15下左右的速度冲击木头,“射速”几乎是冲锋枪的两倍!而且其冲击速度极快,有些甚至超过音速1,比大多数手枪子弹还快!

因此每次鸟喙高速撞击木头后的减速力达到重力的1200倍!其他任何动物的头都受不了这样的撞击,若我们人类像啄木鸟那么干的话,只需撞击一次就会造成严重的脑损伤甚至立刻死亡!但啄木鸟却完全没有不适,因为它们还自带一套极为豪华的减震装备


正在钻孔的啄木鸟
▲ 正在钻孔的啄木鸟

 

全面解密啄木鸟的豪华减震装备

为防止啄木带来的“工伤”,除了极为规范的安全操作(喙尖和头部始终成一直线来冲击木头,能让伤害降至最低)外,啄木鸟自带了特有的劳动保护装备,至少包括:

 

豪华的减震装备包括:

1. 减震凿子(喙):头骨与喙之间是通过软骨连接的,可吸收冲击力。

2. 缓冲头盔(头骨):头骨十分坚固,在大脑周围有一层绵状的骨骼,起缓冲的作用。

3. 固态大脑:大脑几乎没有移动的空间,能减少大脑在颅骨内晃动而造成的撞击伤害,脑外层还有坚韧的保护膜。

4. 坚强眼球:自带减震功能,防止视网膜出血或脱落。

5. 吸震肌肉:颈部和头两侧的肌肉相当发达,能够吸收头部的震动。

6. 减震安全带(舌头):最奇妙的是超长舌头,其穿过上颚,长入右鼻孔(只留左鼻孔呼吸),后分叉成两条,绕过后脑勺,经过颈部的两侧、最后回到喙部从下腭穿出,这样绕头骨一大圈之后,还能够伸出喙外达十多厘米!


啄木鸟特有的环绕头骨的舌头
▲ 啄木鸟特有的环绕头骨的舌头

 

这种诡异的“绕颅舌头”对啄木鸟是十分重要的,它能固定头部各个器官,吸收震动,还能显著提高头部震动的固有频率,防止头部与啄木的频率发生共振,因为若发生共振,则会造成更大的振动效应,从而损伤头部。2

 

追根溯源,全套豪装从何来?

工程师仿效啄木鸟的减震结构研发出高效的减震装置和安全帽,很多进化论者(包括达尔文)都由衷感地叹“大自然的鬼斧神工”,产生这种不可思议的生物。


科技馆展出一款模拟啄木鸟头骨构造开发的安全帽
▲ 科技馆展出一款模拟啄木鸟头骨构造开发的安全帽

但事实上按照“盲目随机突变+自然选择”的进化的理论,森林医生的这身装备是进化不出来的:

首先,长舌头怎么样进化呢?进化论说每一代逐渐变长。但请想象一下“进化”到70%的舌头如何安置呢?

在喙外甩来甩去吗?在啄木时会被夹断!藏在喙内吗?合不了嘴,无法啄木,还会被舌头噎死…像现在的啄木鸟那样生长进入鼻孔并绕到后脑吗?但还不够长绕回嘴巴,那就等于没有舌头,怎么样抓洞里的虫子呢?


啄木鸟的长舌头是怎样来的呢?
▲ 啄木鸟的长舌头是怎样来的呢?

第二,头骨中舌头的通道是怎样形成呢?它穿过口腔、鼻腔和整个头骨,若靠“盲目随机的突变”来形成,就等于让一个喝醉酒的瞎子在生死攸关的头颅中随意钻孔,这只鸟必死无疑。另外如第一点所述,若只有长舌头,却没有这些通道,也会让这只鸟死亡。

第三,如何进化出减震装备呢?若“啄木鸟的祖先”没有装备就钻孔,那它立刻就会疯掉而被淘汰。按照进化的想象,假设“祖先”先进化出5%的装备和啄木的习性,那时只能在树皮钻个几毫米的凹陷却吃不了虫子,白费了体力还冒着脑震荡的风险却换来饿肚子,这会让它被自然选择所淘汰。

第四,即使想象“祖先”所有减震装备都“进化”出来了,但若没有尖硬喙、长舌头、强肌肉、X形爪、硬尾巴、窄鼻孔、防护眼等身体结构和“敲木诊虫”、“安全操作”等技能的同时存在,它仍然无法啄木抓虫。因此这全身的装备和技能必须同时拥有,“森林医生”才能上岗

同时,在化石记录中也没有证据支持从“简单的鸟”开始,逐渐进化成有啄木特征的鸟的故事。因此啄木鸟显然不是进化瞎碰的结果,而是上帝智慧设计和创造的杰作!


啄木鸟:上帝的杰作,当归荣耀与祂
▲ 啄木鸟:上帝的杰作,当归荣耀与祂

 

【扩展阅读】

● 无声飞行的猫头鹰

● 蜂鸟:受造界的小明星

● 珊瑚

● 鲸的尾鳍如何形成?

● 黑科技满满的三叶虫使进化论者无言以对

● 驯鹿之眼

● 长颈鹿:又一例不可简化的复杂性

 

参考资料与图片出处                                                           

1. 百度百科:啄木鸟科;

2. 啄木鸟头颅结构抗冲击力学机理,祝昭丹,大连理工大学,2015

3. Woodpecker head-banging wonder,David Catchpoole,https://creation.com/woodpecker-head-banging-wonder.

4. The Incredible Woodpecker,David Juhasz,Creation magazine,Volume 18(1), December 1995

5. 插图、动图、封面:网络图片

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