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畢生都在用頭撞牆,醫生好奇啄木鳥為何沒有視網膜剝離

文/五十嵐杏南;譯/鄭世彬

「人生中會遇到許多令人頭痛的問題,但你想像過一輩子用頭撞牆的感覺嗎?」
──伊萬.舒瓦布(Ivan Schwab)教授

人生在世,總是會不斷遇到阻擋在我們面前的高牆。然而,啄木鳥卻是過著刻意撞牆的日子。

棲息於北美洲的啄木鳥,可以用每秒高達二十次的驚人速度快速啄木,而且據說,牠們每天啄木的次數竟然多達一萬二千次。在啄木的過程中,啄木鳥每次所承受的撞擊力大約是 1,200 公克,這樣的撞擊力道,相當於在時速 25 公里的速度下,用臉撞牆的感覺。一般來說,人類在受到 150 公克的撞擊力道衝擊下便會暈倒。

加州大學戴維斯分校的伊萬.舒瓦布教授與菲利浦.梅伊(Philip May,獲獎時已去世)醫師便透過深入研究,探討啄木鳥是如何習慣這種抖 M 日常的原理。而搞笑諾貝爾獎委員會也基於此項研究,在 2006 年頒予兩人鳥類學獎。

事實上,讓舒瓦布教授感興趣的並不是啄木鳥會不會頭痛這件事,而是啄木鳥的眼睛為什麼不會因為撞擊而受傷?

身為眼科醫師的舒瓦布教授,相當熱衷於比較昆蟲、鳥類以及爬蟲類等人類以外的生物是如何看著這個世界。

人類頭部受到重擊時,就有可能造成眼睛後方的血管破裂或是視神經受到損傷。然而啄木鳥頭部受到撞擊時,不僅不會發生腦部障礙或脊椎損傷,也不會有視網膜剝離的問題。因此,曾為眾多車禍患者看診過的舒瓦布教授便決定進行研究,解開啄木鳥是如何在撞擊下保護自己毫髮無傷的原理。在探討的過程中,具參考價值的文獻,便是梅伊醫師於 1970 年代所主持的研究。

舒瓦布教授表示,啄木鳥在演化過程中,已經發展出數個能夠保護自己不受衝擊傷害的生理特徵。主要的生理特徵如下。

◎顱骨中有一塊呈現厚厚海綿狀的骨頭,能夠像安全帽一樣保護腦部組織。

◎啄木鳥的腦部組織與人類不同,是完整地充滿了整個顱骨。啄木鳥的腦部組織周圍幾乎沒有脊髓液,並不像人類的腦部組織是漂浮在脊髓液當中,因此當啄木鳥在受到撞擊時,腦部組織並不會因亂漂亂撞而受到損傷。這項生理特徵也使啄木鳥尤其可以承受來自正前方的衝擊。

◎下顎周圍的組織構造宛如能夠吸收衝擊力的緩衝墊。啄木鳥的下顎是透過強力的肌肉與顱骨連接。在開始啄木前的千分之一秒時,這些肌肉便會收縮,發揮緩衝的功能。在這個緩衝墊的保護下,啄木鳥頭部所承受的衝擊力會分散至顱骨底部及後方,因此不會對腦部產生影響。

◎啄木鳥與人類一樣,在眼睛外側具有兩片眼瞼,但啄木鳥的眼睛內側還多出了一片眼瞼。這片內眼瞼的構造相當厚,不僅可以保護啄木鳥的眼睛不會在啄木時被飛濺的破碎木片刺傷,也能像安全帶一樣固定住眼球。若是沒有這片內眼瞼,不僅啄木鳥的眼球可能會飛出眼眶,甚至還會因為啄木速度過快而造成視網膜破裂。另外,啄木鳥的眼球外側相較起來偏硬,也可以防止視網膜隨便轉動。

⋯⋯好一堆堅不可摧的構造呀!

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「一到求偶的季節,名為北美黑啄木的雄啄木鳥就會畫好地盤、準備食糧,並且開始尋找伴侶。為了能順利尋求另一半,雄鳥每天的啄木次數會多達一萬二千次,這種行為相當於人類以時速 25 公里的速度,用臉撞牆一萬二千次。在啄木鳥的特殊生理構造保護下,牠們並不會出現視網膜剝離、眼球飛出眼眶、腦震盪或是頭痛等問題。幸好啄木鳥擁有這些特殊的生理構造,否則好不容易找到伴侶的雄鳥在回家後,就只能跟另一半說:『親愛的,我今天頭好痛,所以沒心情陪妳了。』」
──伊萬.舒瓦布教授

※對了,舒瓦布教授是打扮成啄木鳥的樣子上臺領獎。

※ 本文摘自《貓咪是液體嗎?》,原篇名為〈啄木鳥不會頭痛的原因──為了保護身體不受衝擊,完成不可思議的進化〉,立即前往試讀►►►