La Plata Milli Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Unsplash/CC0 İctimai Sahə

Ağacdələnlər ağac gövdələrinə inanılmaz güc və dəqiqliklə zərbə vurmaları ilə məşhurdurlar. Bu quşlar gündə minlərlə yüksək sürətli zərbə endirir və əksər digər quşların kəllələrini qeyri-sabitləşdirəcək mexaniki yük yaradırlar. Onilliklər ərzində bu performans əsasən zərbəni udma mexanizmləri və ya qeyri-adi dərəcədə davamlı kəllə toxumaları ilə əlaqələndirilirdi. La Plata Milli Universiteti və Con Hopkins Universitetinin tədqiqatçıları tərəfindən aparılan yeni bir araşdırma, bu izahatın əvvəllər düşünüləndən daha mürəkkəb olduğunu göstərir.

“Anatomiya Jurnalı” nda dərc olunan araşdırma göstərir ki, ağacdələnlər sadəcə zərbələrə tab gətirmək üçün uyğunlaşdırılmayıb, həm də kəllələrinin həndəsəsinin qüvvələrin kəlləyə necə təsir etdiyini mexaniki olaraq idarə etdiyini göstərir.

Ağacdələnlər zərbəni udmağa etibar etmək əvəzinə, toqquşmaları boksçunun zərbəyə hazırlaşdığı kimi idarə edirlər. Boksçu zərbə altında çənəsini sıxıb başını və boyunu sabitləşdirdikdə, qüvvə zərərli fırlanma hərəkəti yaratmaq əvəzinə, sabit oxlar boyunca hərəkət edir. Ağacdələnlər oxşar təsirə davranışdan daha çox kəllə arxitekturası vasitəsilə nail olurlar.

La Plata Milli Universitetinin aparıcı müəllifi Sebastián Lyons izah edir ki, “Ağacdələnin kəlləsi zərbələri udmaq üçün nəzərdə tutulmayıb. Onun forması qüvvələrin kəllə skeletinə necə təsir etdiyini idarə edir və əks halda oynaq sabitliyinə və skelet uyğunluğuna xələl gətirəcək fırlanma təsirlərini məhdudlaşdırır.”

Həddindən artıq qüvvələr altında sabitlik

Lyons deyir ki, “Quşlarda alt çənə məməlilərdə olduğu kimi beyin qabığı ilə birbaşa birləşmir. Bunun əvəzinə, çənənin asılması kvadrat adlanan ayrı bir sümüyə bağlıdır. Bu düzülüş hərəkətlilik təmin edir, eyni zamanda yüksək təsir şəraitində potensial mexaniki qeyri-sabitlik yaradır.”

Lakin, ağacdələnlər kəllə sümüyünün fərqli bir həndəsəsinə malikdirlər ki, bu da qüvvələrin kəlləyə necə təsir etdiyini dəyişdirir. Kəllə skeletinin əsas elementləri, o cümlədən yuxarı dimdik və kvadrat, digər quşlarla müqayisədə daha aşağı şaquli hündürlük nümayiş etdirir. Kvadratın azalması alt çənənin qaldırılmasına kömək edir, yuxarı dimdik əsasının aşağı profili isə dimdiyin özünə təsir edən fırlanma gərginliklərini azaldır. Birlikdə, bu dəyişikliklər dimdik və kəllə arasında ox istiqamətində uyğunlaşmanı təşviq edir və zərbə zamanı mexaniki sabitliyi artırır.

Bu həndəsi dəyişikliklər birlikdə təkrar zərbələr zamanı kəllə bütövlüyünün qorunmasına kömək edir. Boksçunun zərbəyə hazırlaşıb başının fırlanmasının qarşısını alması kimi, ağacdələnlər də qeyri-sabit fırlanma meyllərini basdıran kəllə konfiqurasiyasına malikdirlər.

Lyons qeyd edir ki, ” Mexaniki baxımdan fırlanma gərginliklərinin idarə olunması çox vacibdir. Əgər həddindən artıq fırlanma momenti hətta çox güclü strukturları belə qeyri-sabitləşdirə bilərsə, kəllə oynaqlarının sərtlikdən daha çox hərəkətlilik üçün nəzərdə tutulduğu quşlarda bu problem daha da artır.”

Təkamül ağacdələn kəlləsini necə yenidən formalaşdırdı

Əvvəlki tədqiqatlar göstərir ki, ağacdələnlər digər quşlarla müqayisədə nisbətən böyük beyinlərə malikdirlər ki, bu da ağacdan ov çıxarmağın mürəkkəb davranış tələbləri ilə əlaqəlidir. Hazırkı tədqiqatda bu model fərqli beyin qabığı nisbətləri ilə əlaqələndirilmişdir.

Cons Hopkins Universitetinin həmmüəllifi Serxio Martinez Nebreda deyir: “Müşahidə etdiyimiz odur ki, nisbi beyin ölçüsündəki dəyişikliklər beyin qabığının forması ilə sıx bağlıdır”.

Ümumiyyətlə, quşlar arasında beyin qabığının ölçüsünün artması, adətən, daha geniş kəllə-üz miqyaslanma tendensiyalarından asılıdır, bu zaman dimdik də daxil olmaqla, üz strukturları mütənasib olaraq uzanmağa meyllidir, beyin qabığı isə kiçilib və uzanır. Bu strukturlar uzandıqca, təsir qüvvələri oynaqlardan daha uzaqlaşır və fırlanma hərəkəti meylini artırır və potensial olaraq zərbə zamanı fırlanma təsirlərini gücləndirir.

Lakin, ağacdələnlər bu dominant miqyaslama modelindən qismən ayrılmış kimi görünürlər. Ümumi kəllə-üz trendləri ilə proqnozlaşdırıldığı kimi, sadəcə üzlərini uzatmaq əvəzinə, kəllə proporsiyaları yenidən təşkil edilmişdir.

Nebreda deyir ki, “Ağacdələnləri xüsusilə cəlbedici edən şey, onların quş kəlləsi təkamülündə ən çox yayılmış miqyaslanma meyllərindən birindən fərqlənmələridir. Bu ayrılma, əksər quşlarda müşahidə olunan mütənasib üz uzanması olmadan daha böyük beyinləri yerləşdirməyə imkan verir – bu konfiqurasiya nəticədə onların həddindən artıq dimdikləmə davranışlarını dəstəkləyir.”

Bu təkamül ayrılığı ikiqat üstünlük təqdim edir. Bu, ağacdələn quşlarına daha kompakt kəllə həndəsəsini qoruyarkən ümumi bədən və kəllə ölçüsünü artırmağa imkan verir və quşlarda kəllə böyüməsi ilə əlaqəli üz strukturlarının mütənasib uzanmasının qarşısını alır.

Bu inteqrasiya olunmuş kəllə arxitekturası, ağacdələnlərin təkrarlanan yüksək enerjili zərbələr zamanı necə sabit qaldığını izah etməyə kömək edir.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Bioloji sistemlərdə təsir performansının yenidən düşünülməsi

Bu tapıntılar, yalnız yastıqlanmaya və ya material möhkəmliyinə yönəlmiş zərbəyə davamlılığın sadələşdirilmiş şərhlərinə meydan oxuyur. Bunun əvəzinə, onlar bioloji sistemlərin həndəsə, qüvvənin hizalanması və hərəkət nəzarəti vasitəsilə həddindən artıq yüklənməni necə idarə edə biləcəyini vurğulayır.

Ağacdələnlərin dimməsinin mexaniki əsaslarını aydınlaşdırmaqdan əlavə, tədqiqat təkamülün həddindən artıq fiziki məhdudiyyətlər altında fəaliyyət göstərə bilən struktur sistemləri necə formalaşdırdığına dair daha geniş məlumat təqdim edir.

Lyons izah edir ki, “Ağacdələn biomekanikası üzrə onilliklər ərzində aparılan tədqiqatlara baxmayaraq, kəllə formasının mexaniki sabitliyin idarə olunmasındakı rolu hələ də zəif başa düşülmüşdür. Nəticələrimiz göstərir ki, kəllə həndəsəsi onların diqqətəlayiq təsir performansını təmin edən əsas amildir.”

Daha çox məlumat

Sebastián Lyons və digərləri, Ağacdələnlərdə oynaq innovasiyası və allometrik ayrılma yolu ilə kəllə təkamülü dimdikləmə performansını asanlaşdırır, Anatomiya Jurnalı (2026). DOI: 10.1111/joa.70127

Əsas anlayışlar

morfologiya (bioloji)Bioloji TəkamülMexaniki və akustik xüsusiyyətlər

La Plata Milli Universiteti tərəfindən təmin edilir