猫头鹰为什么可以左右转头270度 血管不会歪曲炸裂吗

说到猫头鹰,生物学家眼里牠们是寂静夜里倏地反击的杰出猎人,小孩子眼里或者是森林中专门化解 ... 、睿智无比的博士,普通公众眼里大多逗留在讨喜卖萌、偶然帮帮哈利波特送信的角色。

不过,近几年,猫头鹰可是做为各大迷因图的主角,活络在你我的社群网路之中。像是与外观上相去甚远的九头身长腿,或是角鸮御敌时贴完全身羽毛展露超奇葩的样貌,置信还没看过的各位好友们,底下这两张迷因图也能深深烙印在你心中。

猫头鹰的长腿,往常都被身材的羽毛给遮住囉。理想上,右图显露来的也只是小腿而已,大腿的局部藏在身子里。Source: Imgur 在日本节目里带来「变形」桥段的白脸角鸮,当遭逢体型差距太多的死敌时,白脸角鸮会缩起羽毛、挺直身材、瞇起眼睛,变构成如树枝般的伪装姿态。Source: Pinterest

在各种跌破大家眼镜的猫头鹰超日常事先,这或者是最让人津津有味的例子:猫头鹰的头可以转360度!不对,我们批改一下:猫头鹰的头可以往左往右各转 270 度!而后能够高低翻转 180 度!

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或是另外一个卡通探员系列:我们怯懦无比的老虎探员,零打碎敲扭头干掉鬣狗先生后,在猫头鹰这关吃了闭门羹。从前面扭到前面这样 180 度的头转,关于猫头鹰来说基本家常便饭。这可糟了,很道歉,老虎探员,下次请学好鸟类学再来。

关于普通生物来说,像图中这样突然将头改动的状况,就算改动的力道没有形成颈椎的损伤,颈椎里血管也会由于改动打结而卡死,形成颅内缺氧而迅速休克。那猫头鹰终究是怎样办到的呢?

是的,各位摸一摸你的脖子,从下巴基部到锁骨的位子应该可以很分明地数到有七节颈椎(没有啦,怎样或者摸获取 (笑))。在哺乳类生物外头,除了少数的例外(例如海牛与树懒),简直都是七节的颈椎,这示意我们源于几亿年前一个共有的后人。无论是脖子两、三公尺长的长颈鹿,或是顺应大海、看起来没脖子的鲸豚(牠们的颈椎短且愈合),身为哺乳生物就有 7 节的颈椎。

绝大少数哺乳生物都是七节颈椎。A图是长颈鹿的七节长长颈椎,B图是须鲸类的七节超短颈椎,C图是瑞氏海豚愈合在一块的颈椎,D图是加大看弓头鲸愈合在一同的七节颈椎。Source: Narita & Kuratani (2005). Evolution of the vertebral formulae in mammals: a perspective on developmental constraints.

反观鸟类,牠们的颈椎数量多出了许多,而且变异还不小,从 13 节到 25 节不等,提供鸟类脖子相当大的灵敏性。以猫头鹰来说,牠们有 14 节的颈椎,这是头转 270 度的一个先要条件。你可以正当想像,在一样的长度之下,假设有越多层的积木重叠在一块,在改动时每一块积木所转动的角度就越小,因此较能缓冲改动颈部带来的损伤。

当然,颈椎里还有十分关键的脊髓,以及各种血管与肌肉组织,并非颈椎多就必定能够有头转 270 度的才干。

Ps. 环球上颈椎最多的生物,或者当属中生代的薄板龙(Ela ... osaurus)莫属了,一共有 72 节呢!

祕诀二:颈椎里还有玄机

1. 横突孔好宽阔呀

下图是猫头鹰第七节颈椎的横切面俯看图,牠们的和 横突孔 (transverse foramen) 之间。孔径比起椎动脉的直径大上十倍呀,不像人类简直是血管壁贴著横突孔壁的。所以猫头鹰在头部旋转的时刻,椎动脉有很大的缓冲空间。便捷来说,猫头鹰的椎动脉只是被圈住,但是人类和少数生物是被握住的,颈椎一转、血管就扭死、脑部就缺氧了。

猫头鹰颈椎横切面仰视图,上面是前方。牠们的颈椎横突孔相当宽阔,椎动脉好自在阿。Source: Science 339(6119):514-514.

2. 横突孔隐没了

而在猫头鹰第十二至十四节颈椎,刚才提到的横突孔隐没了,横突居然没有绕成一个敞开的圆圈,反而大慷慨方地呈板状,让颈子下方的椎动脉有更大的空间可以转圜改动带来的压力。

3. 颈动脉就在旋转的轴线上

在人类的颈椎前方一点点、气管及食道前方两侧,有着一对饱含血液、血压甚大的颈动脉,要是颈部遭受猛烈的改动,位于边缘的颈动脉首当其冲会接受弱小的扭力。但是,猫头鹰的颈动脉却不这么回事,牠们的一对颈动脉位于颈椎前方的凹槽中。因此,头部转动时,颈动脉就位在旋转的轴线上,接受的扭力相对地小很多;颈椎转动,颈动脉可以跟着一同转,就没有血管打结的疑问。

细小的颈动脉位于颈椎的两侧前缘,与猫头鹰颈动脉的位置有别。另外,人类的横突孔相当小,椎动脉简直是被握住的形态。Source: Veins.

4. 脑袋下方自然的贮血袋

颈动脉往上将血液送至大脑,幽默的是,猫头鹰的颈动脉在头部下方三岔时,往颅内、上颔、下颔三条血管的基部都各自构成一个可涨缩的。换句话说,这个构培育像一个临时的,在猛烈旋转造成颈部过去的血流供应不够时,还可以继续输血进入脑部!

可涨缩的三对贮血袋,可于头部旋转形成脑部缺血时提供血液。Source:Science 339(6119):514-514.

各位别灰心,即使我们没有猫头鹰的头转才干,但是我们的眼球可以转来转去。猫头鹰,似乎一切的鸟类,眼球上是没有肌肉牵引的,不可转动牠们的眼球,因此办不到那种头不动、用眼睛偷瞄的本事。换句话说,当你把猫头鹰的头固定得死死的,这家伙也就只能看向正前方了。

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