根據對貓頭鷹骨骼和肌肉的分析,貓頭鷹應該能將頭部旋轉360度。相關研究近日發表於《形態學雜誌》。不過,也有其他科學家對此心存疑慮。
眾所周知,貓頭鷹的頸部活動能力極強。有記錄顯示,貓頭鷹可以將頭部完全倒轉,或者在身體保持靜止的情況下將頭部旋轉270度。
以色列特拉維夫大學的Aleksandra Panyutina和她的同事、獨立研究員Alexander Kuznetsov懷疑貓頭鷹的脖子更加靈活。
他們從俄羅斯的兩所學術機構獲得了8只已故貓頭鷹的屍體,它們屬於5個不同的物種。他們轉動每隻貓頭鷹的頭部,並對其進行CT掃描。
結果發現,貓頭鷹轉頭靠的是兩種策略。首先,它們會轉動頸部骨骼之間的關節,這使它們能夠將頭部轉動126度。然後,它們扭轉自己的脊柱,使其看起來像螺旋樓梯一樣。Panyutina和Kuznetsov發現,這個動作不會損傷貓頭鷹頸部的骨骼、韌帶或肌肉——即使頭部轉了一圈。
因此,Panyutina相信“活的貓頭鷹可以將頭轉動360度”。
美國洛杉磯縣自然歷史博物館的Michael Habib曾研究過貓頭鷹頭部極限轉動要做的一些適應,他說,這項新研究“非常酷”,但他不認為貓頭鷹的頭部能轉動360度。
Habib表示,雖然骨骼和肌肉中並沒有東西一定會阻止貓頭鷹進行360度轉頭,但其他解剖學特徵可能會阻止這種轉動。重要的是,在360度旋轉過程中,貓頭鷹頸部的神經會受到損傷,可能導致其在神經癒合的幾天內無法飛行。
Panyutina不認為這是個問題,尤其是像迷走神經這樣穿過頸部肌肉頂部的神經,這些神經不會因為肌肉下面的骨骼扭曲變形而被拉伸。Panyutina說:“迷走神經在肌肉上自由執行,在急轉彎時很容易找到較短的路徑。”
要解決這個問題,研究人員可能必須用活貓頭鷹進行實驗。Panyutina建議,訓練貓頭鷹將注意力集中在一個特定目標上,然後將它們放在一個旋轉的平臺上,看它們能否在360度旋轉中保持對目標的注意力。
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https://doi.org/10.1002/jmor.21669
對於製造貓頭鷹極端轉頭現象的頸部三維構造,使用聯合坐標系統進行了研究。在每個椎骨關節中測量了軸向旋轉(AR)、側向和矢狀彎曲的平面極限。它們在鳥類中並不是特別的,除了可能在AR方面有較大的能力。參與360°轉頭的椎骨關節角度通常不超過平面移動的極限。在一個平面的旋轉並不擴大在另一個平面的運動範圍,唯一的可能例外是在頸部中段的擴展的背向彎曲。因此,極端的360°轉頭可以被呈現為頸部關節三個平面運動的簡單組合。令人驚訝的是,某些關節總是側向彎曲或者在軸向上旋轉到與頭部轉向相反的一側。這允許使頸部前部保持與胸椎平行,這可能有助於在整個轉頭過程中保持探視的頭部運動能力。對於貓頭鷹頸部的單節肌肉,即肌肉間轉椎肌,實現360°轉頭的潛在能力進行了研究。結果顯示,實現360°轉頭並不需要這些肌肉縮短到已知條紋脊椎動物肌肉的收縮極限。在頸部中段,肌肉間轉椎肌縮短50%或更少就足夠實現360°轉頭。這項研究對於進一步研究四足動物椎骨活動性和功能具有廣泛的影響,並提供了基於CT掃描的測量椎間角度的新方法。