In meinem dritten Jahr der Berichterstattung über die Coronavirus-Pandemie finde ich Spechte, die etwa 20 Mal pro Sekunde mit dem Kopf gegen harte Oberflächen rammen können, als unglaublich zuordenbar. Aber das außergewöhnliche Verhalten der Vögel wirft eine offensichtliche Frage auf: Warum, wie ein Team von Wissenschaftlern 1976 schrieb, ist die Landschaft „nicht mit benommenen und sterbenden Spechten übersät“?
Die ebenso offensichtliche Antwort ist, dass Spechtschädel Anpassungen haben, wie z. B. schwammige Knochen an der Vorderseite ihres Schädels, die die Stöße ihrer Picks absorbieren oder zerstreuen und ihr matschiges Gehirn schützen. Diese Erklärung findet sich in Büchern, Nachrichtenartikeln, Zooausstellungen und wissenschaftlichen Abhandlungen. „Das lässt sich nicht vermeiden“, sagte mir Sam Van Wassenbergh, Biologe an der Universität Antwerpen. Es ist so weit verbreitet, dass einige Wissenschaftler versucht haben, genau herauszufinden, welche Teile des Schädels Stöße absorbieren, während andere von den Vögeln inspirierte Helme und andere Schutztechnologien entworfen haben. Es gibt nur ein Problem: Wie Van Wassenbergh und seine Kollegen jetzt gezeigt haben, dämpfen Spechtköpfe überhaupt keine Stöße.
Obwohl die Idee der Stoßdämpfung oberflächlich vernünftig erscheint, „je mehr man darüber nachdenkt, desto weniger Sinn ergibt sie“, sagte Van Wassenbergh. Spechte picken Bäume, um Nachrichten zu senden, graben versteckte Insekten aus und graben Nisthöhlen aus; Viele ihrer Körperteile – kräftige Schnäbel, greifende Füße und steife, strebenähnliche Schwänze – wurden entwickelt, um die kinetische Energie, die sie mit jedem Schlag abgeben, zu maximieren. Wenn ihre Schädel diese Energie absorbierten, müssten sie nur härter schlagen, was alle Vorteile der Absorption zunichte machen würde. Wenn Sie einen Hammer brauchen, warum dann ein Kissen auf den Kopf schnallen?
Um seinen Verdacht zu überprüfen, filmten Van Wassenbergh und seine Kollegen drei Spechtarten, während sie in Holz hämmerten, mit Hochgeschwindigkeitskameras, die 4.000 Bilder pro Sekunde aufnehmen konnten. Das Team analysierte dann jeden Frame, um zu sehen, wie sich Teile des Vogelkopfes relativ zueinander bewegen. Wenn der Schädel wirklich Stöße absorbierte, dann sollte das Gehirn bei jedem Picken viel weniger abbremsen als der Schnabel – so wie wenn ein Auto auf eine Unebenheit trifft, ruckelt sein Körper weniger als seine Räder. Aber die Videos zeigten, dass tatsächlich, wenn ein Specht Holz pickt, sein gesamter Kopf, einschließlich des Gehirns, mit der gleichen Geschwindigkeit zum Stillstand kommt. (Das Team verwendete die Position des Auges stellvertretend für die Vorderseite des Gehirns, weil die beiden bei Spechten eng zusammengeklemmt sind und wenig Bewegungsspielraum haben.) „Das legt wirklich die Idee nahe, dass ein Teil des Kopfes wirkt wie ein Stoßdämpfer“, sagte mir Margaret Rubega, Ornithologin an der University of Connecticut, die nicht an der Studie beteiligt war.
Auch wenn Spechte tat Stöße absorbieren, es würde ihnen nicht helfen. Anhand von Simulationen des Kopfes eines Schwarzspechts zeigte Van Wassenbergh, dass ein stoßdämpfender Schädel den Vogel dazu zwingen würde, mehr Energie für das Picken ohne Nutzen aufzuwenden. Wie Rubega sagte: „Man braucht keine Feder, um einen Nagel einzuschlagen.“ Stattdessen benutzt man … naja … einen Hammer, was im Wesentlichen der Kopf des Spechts ist – eine starre Struktur, die entwickelt wurde, um Stöße nicht zu absorbieren, sondern um sie zu erhalten. „Das macht intuitiv Sinn“, sagt Lorna Gibson, eine Ingenieurin am MIT, die Spechte studiert hat und der Idee der Stoßdämpfung immer skeptisch gegenüberstand. “Ich bin mir nicht sicher warum [it] wurde akzeptiert.”
Die zoologische Literatur ist voll von ähnlich falschen Vorstellungen, die jahrelang oder jahrzehntelang bestehen blieben, bevor sie korrigiert wurden: dass Kolibris trinken, indem sie ihre Zunge als Strohhalm benutzen; dass Geparden beim Jagen überhitzen; dass Fangschreckenkrebse ein kaleidoskopisches Regenbogensehen haben; dass Honigdachse Vögeln zum Honig folgen; oder dass Komodowarane mit bakterienbeladenen Bissen töten. Einige dieser Tatsachen begannen als Annahmen, die sich irgendwie zu allgemein anerkannter Weisheit verkalkten, ohne dass jemand sie überprüfte. Andere waren reine Erfindungen oder entstanden aus Vorstudien, die übertrieben oder zu verallgemeinert waren. Viele werden heute noch wiederholt.
Im Falle von Spechten haben nur wenige frühere Studien jemals lebende Vögel gefilmt und analysiert, wobei sie sich ausschließlich auf digitale Simulationen oder Beobachtungen ihrer Schädel stützten. Das ist typisch für das Wissen der Menschen über Vögel: Wir treffen viele Annahmen, führen aber nur wenige tatsächliche Tests durch. „Wir haben keine Ahnung, wie der Stress beim Picken oder Beißen oder irgendetwas wirklich vom Schädel aufgenommen wird, noch wie dies zwischen Arten mit unterschiedlichen Schädel- und Schnabelformen, Ernährungsweisen und Verhaltensweisen variiert“, sagte Jen Bright von der University of Hull , in Großbritannien, erzählte es mir.
Aber Van Wassenbergh vermutet auch, dass viele Forscher durch eine einfache Form des Anthropomorphismus in die Irre geführt wurden. „Es ist logisch zu denken, dass ich, wenn ich dieser Vogel wäre, gerne einen Helm oder einen Airbag hätte“, sagte er. Aber obwohl wir solche Werkzeuge verwenden, um uns vor unerwünschten Stößen zu schützen, ist ein Specht versuchen mit dem Gesicht gegen einen Baum schlagen. Seine Bedürfnisse sind völlig anders als unsere, was bedeutet, dass Merkmale in seinem Schädel wahrscheinlich sind nicht analog zur Sicherheitsausrüstung. Die schwammige Knochenmasse an der Vorderseite des Schädels sieht aus, als könnte es sich um einen Airbag handeln – verhält sich aber eindeutig nicht wie einer. Die lange Zunge, die sich, wenn sie eingezogen ist, um den Hinterkopf und in die Stirn des Vogels wickelt, sieht aus wie ein möglicher Sicherheitsgurt – ist aber eindeutig keiner. Ingenieure, die sich von Spechtschädeln inspirieren lassen, könnten es sich zweimal überlegen, sagte Van Wassenbergh: „Dieser Vogel hat Millionen von Jahren mit dem Versuch verbracht, die Stoßdämpfung zu minimieren … das ist nicht das, was Sie von einem Helm erwarten.“
Aber wenn Spechten ein eingebauter Helm fehlt, wie dann tun sie Holz picken, ohne traumatische Hirnverletzungen zu erleiden? Ein Mensch, der mit Spechtgeschwindigkeit mit dem Kopf gegen einen Baum stößt, würde absolut eine Gehirnerschütterung bekommen. Aber wir haben extrem große Gehirne – eine Tatsache, die wir ironischerweise zu vergessen scheinen. Spechte haben kleinere und leichtere Gehirne als wir, was den Druck, den sie bei jedem Picken erfahren, stark reduziert. Nach Van Wassenberghs Berechnungen müsste ein Specht mit der doppelten Geschwindigkeit auf einen Baum schlagen oder auf etwas, das viermal steifer ist als der durchschnittliche Baum, um eine Gehirnerschütterung zu bekommen. „Wenn sie versehentlich auf ein Stück Metall treffen, kann ich mir immer noch vorstellen, dass sie eine Gehirnerschütterung erleiden, aber für ihr natürliches Verhalten ist das, was sie tun, relativ sicher“, sagte er.
Van Wassenbergh hat noch nicht überprüft, ob Spechte für Vögel ihrer Größe besonders kleine oder anders geformte Gehirne entwickelt haben: Ein kugelförmigeres Gehirn, bemerkte er, würde Stößen besser standhalten als ein längliches. Die Vögel haben möglicherweise auch Anpassungen, die ihnen helfen, mit dem Schaden fertig zu werden, den selbst subkonkussive Stöße verursachen können. vielleicht hat ihr Gehirn wenig Flüssigkeit, damit sie nicht zu viel herumschwappen können. Wie dem auch sei, das Geheimnis der perkussiven Kräfte des Spechts scheint trügerisch einfach zu sein: Sie haben nur kleine Gehirne. Vielleicht sollte ich das versuchen, wenn ich das nächste Mal versucht bin, mein Gesicht gegen den nächsten festen Gegenstand zu schlagen.