Пенсионный советник

«Почему леса не усыпаны трупами сов»

Раскрыта загадка, как совам удается смотреть назад, не поворачивая туловища

Дмитрий Малянов 01.02.2013, 15:38
Биологи разгадали, как у сов получается поворачивать голову на 270 градусов iStockPhoto
Биологи разгадали, как у сов получается поворачивать голову на 270 градусов

Как у сов получается поворачивать голову почти на 270 градусов в обе стороны без всякого ущерба для здоровья, то есть не ломая позвонков, не перекрывая ток крови и не повреждая кровеносные сосуды шеи и головы, удалось выяснить биологам и специалистам по визуальной анатомии из Университета Джонса Хопкинса.

С помощью ангиографии, КТ-сканирования и серии продуманных экспериментов исследовательская группа, руководимая Фабианом де Кок-Меркадо, магистром искусств и специалистом по медицинской иллюстрации, обнаружила несколько анатомических приспособлений, помогающих совам совершать такие повороты. Об открытии рассказывается в пятницу в журнале Science, а ее иллюстративный материал занял первое место в категории «плакаты и графика» на конкурсе International Science & Engineering Visualization Challenge 2012, организованном Национальным научным фондом США.

«Все врачи, имевшие дело с человеческими травмами, связанными с повреждениями артерий шеи и головы, рано или поздно задавались вопросом: почему леса до сих пор не усыпаны трупами сов, умерших от кровоизлияния?»

— делится воспоминаниями один из ведущих авторов статьи Филипп Гейллуд, доктор медицины и радиолог, работающий в медицинской школе при Университете Джонса Хопкинса. «Сонные и позвоночные артерии у большинства животных, включая сов и людей, очень хрупки и чувствительны к любому даже незначительному растяжению», — добавляет он.

Известно, что резкие вращательные движения шеи и головы могут спровоцировать растяжение сосудов и образование тромбов, которые могут оторваться и вызвать летальную закупорку артерии или инсульт. Подобного рода повреждения обычны при автомобильных авариях, но от них не застрахованы и спортсмены, а также пациенты мануальных терапевтов.

В качестве объектов исследования были отобраны три диких, умерших естественной смертью животных: снежная сова, большая ушастая сова и пестрая неясыть.

Для получения детальных рентгеновских снимков кровяных сосудов в них было введено специальное контрастное вещество. Затем сосуды тщательно препарировали и сканировали на компьютерном томографе для более детального анализа.

Science

Уже на первой стадии исследования биологов поджидал сюрприз: вводя контрастный раствор, имитирующий кровь, внутрь артерий и поворачивая вручную головы птиц, они обнаружили, что сосуды, проходящие под челюстной костью, то есть в самом основании головы, расширяются по мере поступления жидкости. По всей видимости, подобная эластичность, не свойственная, например, человеческим артериям, позволяет совам при резких поворотах головы аккумулировать дополнительный объем крови, необходимой для снабжения глаз и мозга, которые у этих хищных птиц, ведущих ночной образ жизни, отличаются большими размерами. Избыток крови распределяется также по сети более мелких и соединенных между собой кровеносных сосудов, окружающих артерии.

Следующим анатомическим приспособлением, обнаруженным авторами статьи, стало особое строение позвонков.

Выяснилось, что диаметр позвоночного отверстия, через которое проходит одна из больших артерий, снабжающих кровью мозг, в 10 раз превосходит диаметр самой артерии, что предотвращает пережимание артерии при резких поворотах головы, когда позвонки сдвигаются. В общей сложности позвоночные отверстия расширены у 12 из 14 шейных позвонков. Подобное строение костей сильно отличается от человеческого: отверстия в наших шейных позвонках представляют собой узкие каналы, сжимающие артерии.

Помимо этого, как выяснилось, позвоночная артерия у сов входит в шейный отдел через 12-й, а не 14-й позвонок, то есть выше, чем у других птиц, что также сообщает ей дополнительную степень свободы при сильных и резких поворотах головы.

Наконец, еще одним приспособлением, помогающим этим птицам ставить рекорды по поворотам головы, стал анастомоз позвоночных артерий — множественные соединения между сосудами, помогающими регулировать кровоснабжение глаз и мозга. Одна из таких перемычек — свободная тройничная артерия — способствует безостановочному поступлению крови в мозг даже в случае множественного перекрытия сосудов при резком развороте головы.

Теперь предстоит выяснить, имеются ли подобные анатомические приспособления у других хищных птиц, например у ястребов, чем исследователи в ближайшее время и займутся.