Ta sowa z paskami dzieli adaptację z innymi gatunkami sów, co pozwala jej obracać głowę o 270 stopni bez uszkadzania naczyń krwionośnych w szyi. Zdjęcie wykonane przez użytkownika Flickr The Rocketeer
Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak sowy potrafią odwracać głowy prawie dookoła?
Mają złożoną, adaptacyjną sieć ochronnych naczyń krwionośnych, które sprawiają, że struktury w naszych szyjach wyglądają mizernie - sieć, którą naukowcy przeanalizowali, zmapowali i zilustrowali po raz pierwszy.
„Do tej pory specjaliści od obrazowania mózgu, tacy jak ja, którzy zajmują się urazami ludzkimi spowodowanymi urazem tętnic w głowie i szyi, zawsze zastanawiali się, dlaczego szybkie, skręcające ruchy głowy nie pozostawiły tysięcy sów leżących martwych na dnie lasu po udarze ”- powiedział w oświadczeniu dr Philippe Gailloud, neuroradiolog interwencyjny w Johns Hopkins i starszy badacz zajmujący się badaniem. Plakat przedstawiający te odkrycia zdobył pierwsze miejsce w Międzynarodowym Wyzwaniu Wizualizacji Nauki i Inżynierii w 2012 roku, ogłosił wczoraj dziennik Science .
Tętnice szyjne i kręgowe na szyi większości zwierząt, w tym sów i ludzi, są delikatnymi i delikatnymi strukturami. Są bardzo podatne na drobne łzy i naciągnięcia okładzin naczyń. U ludzi takie obrażenia mogą być powszechne: uderzenie kręgosłupa odniesione w wypadku samochodowym, przejażdżka kolejką górską w kółko lub nawet chiropraktyka nie powiodło się. Ale są również niebezpieczne. Łzy naczyń krwionośnych powodowane przez nagłe ruchy skrętne wytwarzają skrzepy, które mogą się oderwać, czasami powodując zator lub udar, który może okazać się śmiertelny.
Z drugiej strony sowy mogą obracać szyje do 270 stopni w dowolnym kierunku, nie uszkadzając naczyń pod głowami, i mogą to robić bez odcinania dopływu krwi do mózgu.
Badacze Philippe Gailloud (z prawej) i Fabian de Kok-Mercado (z lewej) badają kość i strukturę naczyniową sowy, która zmarła z przyczyn naturalnych. Zdjęcie dzięki uprzejmości Johns Hopkins
Korzystając z ilustracji medycznych, skanów tomografii komputerowej i angiografii, które wytwarzają zdjęcia rentgenowskie wnętrza naczyń krwionośnych, badacze zbadali strukturę kości i strukturę naczyniową w głowach i szyjach tuzina śnieżnych, zakratowanych i wielkich rogatych sów po ich śmierci z naturalnych przyczyn przyczyny. Wszystkie trzy gatunki pochodzą z obu Ameryk, a ich siedliska rozciągają się od Tierra del Fuego, najbardziej wysuniętego na południe krańca kontynentu południowoamerykańskiego, po arktyczną tundrę Alaski i Kanady.
Kiedy badacze wstrzyknęli barwnik do tętnic sów, aby naśladować przepływ krwi, a następnie ręcznie odwrócili głowy ptaków, zobaczyli mechanizmy, które bardzo kontrastowały z umiejętnością obracania głowy przez ludzi. Naczynia krwionośne u podstawy głów sów, tuż poniżej kości szczęki, rozszerzały się w miarę napływu większej ilości barwnika. W końcu płyn gromadził się w maleńkich zbiornikach. Nasze tętnice mają tendencję do zmniejszania się podczas obrotu głowy i nie balonują się w ten sam sposób.
Barwnik wstrzykiwany do naczyń krwionośnych zmarłych sów gromadzi się w małych zbiornikach, gdy ich głowy obracają się ręcznie, co pozwala na nieprzerwany przepływ krwi do mózgu. Zdjęcie dzięki uprzejmości Johns Hopkins
Badacze uważają, że ta funkcja ma kluczowe znaczenie dla wsparcia najcięższych skrzydlatych stworzeń. Podczas gdy kręcą głowami do przodu i do tyłu, rezerwuary sów pozwalają ptakom gromadzić krew, aby utrzymać funkcje oczu i mózgu, które są stosunkowo duże w porównaniu do wielkości głów. Ta wzajemnie połączona sieć naczyniowa pomaga zminimalizować zakłócenia przepływu krwi.
Naukowcy odkryli jednak, że zdolność tych cichych łowców do obracania się na głowie była bardziej złożona. W szyjach sów jedna z głównych tętnic zasilających mózg przechodzi przez otwory kostne w kręgach ptaków. Te puste wnęki, zwane otworami poprzecznymi, miały dziesięć razy większą średnicę niż przechodząca przez nią tętnica. Naukowcy twierdzą, że przestronna dodatkowa przestrzeń tworzy wiele kieszeni powietrznych, które amortyzują tętnicę i pozwalają jej bezpiecznie podróżować podczas skręcania.
„U ludzi tętnica kręgowa naprawdę przylega do pustych wgłębień na szyi. Ale nie dotyczy to sów, których struktury są specjalnie przystosowane, aby umożliwić większą elastyczność i ruchy tętnic ”- powiedział w oświadczeniu główny badacz Fabian de Kok-Mercado. De Kok-Mercado jest ilustratorem medycznym w Howard Hughes Medical Institute w Maryland.
Ta adaptacja pojawiła się na 12 z 14 kręgów w szyjach sów. Tętnice kręgowe weszły w szyje wyżej niż u innych ptaków, wprowadzone na 12 kręgach (licząc od góry) zamiast na 14, co daje naczyniom więcej luzu i miejsca do oddychania. Połączenia małych naczyń między tętnicami szyjnymi i kręgowymi, zwane zespoleniami, pozwalają na nieprzerwany przepływ krwi do mózgu, nawet gdy szyje sów zostały skręcone w najbardziej ekstremalne zakręty i zakręty.
„Nasze dogłębne badanie anatomii sów rozwiązuje jedną z wielu interesujących neurowaskularnych medycznych tajemnic tego, jak sowy przystosowały się do radzenia sobie z ekstremalnymi obrotami głowy” - powiedział de Kok-Mercado.
Następnie zespół studiuje anatomię jastrzębia, aby dowiedzieć się, czy inne gatunki ptaków posiadają cechy adaptacyjne sów do patrzenia daleko w lewo i prawo.
