https://frosthead.com

Reševanje skrivnosti sposobnosti sov

Barred owl

Barred owl

Ta prepovedana sova si prilagaja druge vrste sove, ki ji omogočajo vrtenje glave za 270 stopinj, ne da bi pri tem poškodovali krvne žile v vratu. Fotografija preko uporabnika Flickr The Rocketeer

Se kdaj vprašate, kako lahko sove skoraj vsepovsod obračajo glavo?

Imajo zapleteno, prilagodljivo mrežo zaščitnih krvnih žil, zaradi katerih so strukture v naših vratu videti luštne - mrežo, ki jo raziskovalci zdaj razsekajo, preslikajo in ilustrirajo.

"Do zdaj so strokovnjaki za slikanje možganov, kot sem jaz, ki se ukvarjajo s človeškimi poškodbami, ki so jih povzročile travme na arterijah na glavi in ​​vratu, vedno zmešane, zakaj hitri, zasukani premiki glave niso pustili tisoče sov, ki so ležale mrtve na gozdnih tleh pred kapjo Philippe Gailloud, interventni nevroradiolog pri Johnsu Hopkinsu in starejši raziskovalec te študije. Plakat, ki prikazuje te ugotovitve, je osvojil prvo mesto na mednarodnem izzivu vizualizacije znanosti in inženiringa 2012, je včeraj objavila revija Science .

Karotidne in vretenčne arterije v vratu večine živali, vključno s sovami in ljudmi, so občutljive in krhke strukture. Zelo so dovzetni za manjše solze in raztezanje plovil. Pri ljudeh so takšne poškodbe lahko pogoste: biči, ki so jih utrpeli v prometni nesreči, vožnja z rolkami nazaj ali nazaj ali celo manevri kiropraktike so šli narobe. So pa tudi nevarni. Solze na krvnih žilah, ki jih povzročajo nenadni zasuki, povzročajo strdke, ki se lahko razbijejo, včasih pa povzročijo embolijo ali kap, ki bi se lahko izkazali za usodno.

Sove pa lahko na drugi strani vrtijo vratu do 270 stopinj v katero koli smer, ne da bi poškodovale plovila, ki tečejo pod glavo, in to lahko storijo, ne da bi prekinili dotok krvi v njihove možgane.

Owl scan

Raziskovalca Philippe Gailloud (desno) in Fabian de Kok-Mercado (levo) preučujeta kostno in žilno strukturo sove, ki je umrla zaradi naravnih vzrokov. Fotografsko prispeval Johns Hopkins

Z uporabo medicinskih ilustracij, CT slik in angiografije, ki ustvarja rentgenske slike notranjosti krvnih žil, so raziskovalci preučevali kostno strukturo in žilno strukturo v glavah in vratu ducata zasneženih, zaporednih in velikih rogatov sov po njihovi smrti od naravnih vzroki. Vse tri vrste so domače v Ameriki, njihovi habitati pa segajo od Tierre del Fuego, najjužnejšega dela južnoameriške celine, do arktične tundra Aljaske in Kanade.

Ko so raziskovalci v arterije sove vbrizgali barvo, da bi posnemali pretok krvi in ​​nato ročno obračali ptičje glave, so opazili mehanizme, ki so bili v nasprotju s človeško sposobnostjo obračanja glave. Krvne žile na dnu glav sove, tik pod čeljustno kostjo, so se širile, ko je več barvila pritekalo vanj. Sčasoma se je tekočina združila v drobne rezervoarje. Naše arterije se med vrtenjem glave navadno manjšajo in ne balirajo na enak način.

Blood vessels

Barva se vbrizga v krvne žile umrlih sov v drobnih rezervoarjih, ko se glave ročno zasukajo, kar omogoča neprekinjen pretok krvi v možgane. Image vljudnost Johnsa Hopkinsa

Raziskovalci verjamejo, da je ta lastnost ključnega pomena za podporo vrhunsko težkih kril. Medtem ko vrtijo glave naprej in nazaj, rezervoarji sove omogočata pticam, da zbirajo kri, da ohranijo delovanje svojih oči in možganov, ki sta v primerjavi z velikostjo glav relativno velika. Ta medsebojno povezana vaskularna mreža pomaga zmanjšati prekinitev krvnega pretoka.

Toda ti tihi lovci so se z glavo za glavo vrteli bolj zapleteno, so ugotovili raziskovalci. V sovih vratu se ena od glavnih arterij, ki hranijo možgane, skozi koščene luknje v vretencih ptic. Te votle votline, znane kot prečne foramine, so bile v premeru desetkrat večje od arterije, ki je šla skozi njo. Raziskovalci pravijo, da prostoren dodaten prostor ustvari več zračnih žepov, ki arterijo zatesnijo in ji omogočajo varno potovanje med gibanjem zvijanja.

"V človeku vretenčna arterija resnično objema votle votline v vratu. Vendar to ne gre pri sovah, katerih strukture so posebej prilagojene, da omogočajo večjo gibljivost in gibanje arterij, "je v izjavi dejal vodilni raziskovalec Fabian de Kok-Mercado. De Kok-Mercado je medicinski ilustrator medicinskega inštituta Howard Hughes v Marylandu.

Ta prilagoditev se je pojavila pri 12 od 14 vretenc v sovih vratu. Vretenčne arterije so vstopile v vratove višje kot pri drugih pticah, uvedene na 12. vretencih (če štejemo od vrha) namesto pri 14., kar daje žilam bolj ohlapnost in prostor za dihanje. Majhne posode med karotidno in vretenčno arterijo, imenovane anastomoze, omogočajo neprekinjen pretok krvi v možgane, tudi ko so vratovi sove izkrivljeni v najbolj skrajne zasuke.

"Naša poglobljena študija anatomije sove razreši eno izmed številnih zanimivih nevrovaskularnih medicinskih skrivnosti, kako so se sove prilagodile na ekstremne rotacije glave, " je dejal de Kok-Mercado.

Naslednja skupina preučuje anatomijo jastreba, da bi ugotovila, ali imajo druge vrste ptic prilagodljive lastnosti sove za pogled skrajno levo in desno.

Reševanje skrivnosti sposobnosti sov