Slyšet hekat datla je nemožné. Tyto zvuky přehlušuje bušení do kmene stromu, které může být hlasitější než pneumatické kladivo. Vědci teď popsali, jak je možné, že tito ptáci mohou udeřit až třicetkrát za jedinou sekundu.
Monika Selešová byla v devadesátých letech jednou z nejlepších tenistek světa. Proslavila se mimo jiné tím, že jako jedna z prvních hráček doprovázela údery hlasitým hekáním. Inspirovala tak zavedení měřiče na wimbledonský centrkurt, který jí naměřil hladinu intenzity zvuku 92,3 decibelů, což je hluk odpovídající policejní píšťalce. Nová studie teď popsala, že stejný trik používají i datlové.
Údery těchto ptáků jsou extrémně rychlé a současně silné. Datlové se dokáží proměnit v „oživlá dláta“, která umí provrtat v honbě za potravou díru do jakéhokoliv dřeva. Podle studie to dokáží složitou kombinací pohybů – napínají svaly hlavy, krku, břicha a ocasu, aby udrželi své tělo v naprosté nehybnosti a mohli bušit do dřeva, aniž by je to shodilo ze stromu. Každý úder přitom vychází z pohybu flexoru kyčle a předních krčních svalů. To ale není ani zdaleka všechno.
Vědci totiž navíc zjistili, že ptáci synchronizují své dýchání s pohyby s každým úderem do dřeva, podobně jako právě špičkoví tenisté, kteří hlasitě hekají (a tedy vydechují), aby stabilizovali svaly trupu při úderu.
GALERIE
Různé druhy datlů
Tohle všechno je nutné, protože datlí údery jsou až bizarně silné. Když datel udeří zobákem do stromu, jeho hlava zastaví z plné rychlosti na nulu během neuvěřitelně krátkého okamžiku – v řádu milisekund. Toto prudké zpomalení odpovídá právě obrovskému zrychlení (nebo spíš „zpomalovacímu“ přetížení) kolem 400 G.
Toto číslo nemusí samo o sobě moc říkat, tak pro srovnání: lidé ztrácejí vědomí už kolem pěti až deseti G při prudkém zrychlení. Stíhací piloti s výcvikem a speciálním oblekem zvládnou krátkodobě kolem devíti G. Datel zvládne 400 G (a podle některých studií dokonce až tisíc G) mnohokrát za sekundu – aniž by si poškodil mozek.
Experimenty s datly
Autorům studie nestačilo jen pozorování zvířat v přírodě, proto odchytili osm jedinců a v kontrolovaném prostředí je natáčeli po dobu tří dnů vysokorychlostní kamerou, jak buší a klepají do dřeva. Navíc mohli měřit elektrické signály na tělech datlů, aby zjistili, jak se jim stahují konkrétní svaly při klování.
A ani to není všechno: využití moderních technologií umožnilo, aby vědci zaznamenali i tlak vzduchu v části dýchacích cest a množství vzduchu, které datli vydechovali přes hlasivky.
„Zvířata musí být dostatečně zvyklá na zajetí, aby bylo možné tyto záznamy pořídit. Největší výzvou bylo možná odvození elektromyogramů z velmi malých svalů (například ocasních svalů). Tyto 25 mikrometrů silné dráty musí zůstat implantovány několik dní, i když se pták může v kleci volně pohybovat,“ popsal některé z nástrah autor studie Frank Goller z University of Utah pro Českou televizi.
Na získaných záběrech bylo jasně vidět, jak zásadní roli hrají svaly na kyčlích a krku, ale zároveň že podpůrnou roli hrají i další svaly. Datlové stabilizovali své tělo pomocí břišních svalů a také se připravili na náraz napnutím ocasních svalů, které pak použili ke stabilizaci kyčle, aby v okamžiku nárazu ukotvili tělo ke stromu, aby nespadlo dolů.
„Pro datla je to samozřejmě automatické, ale ukazuje to, jak složité toto chování ve skutečnosti je – kolik různých motorických systémů zde musí správně spolupracovat,“ zdůraznil Goller pro ČT.
Díky kombinaci těchto faktorů se v podstatě tělo datla zpevní natolik, že se z něj stane kladivo, jež zatlouká zobák do kmenu. Současně se ukázalo, že ptáci v okamžiku, kdy zobák zasáhl dřevo, silně vydechovali, jako by hekali. Z jiných experimentů se ví, že tento způsob dýchání pomáhá právě k výše popsanému zpevnění těla, což zase zvyšuje sílu každého úderu – stejně jako u tenistů.
Šestnáct heknutí za sekundu
Ptáci dokážou také při slabších, jemnějších úderech, vydávat série „mikro-hekání“. Když do stromu buší rychlostí až třináct úderů za sekundu, nadechnutí a vydechnutí trvá jen pouhých čtyřicet milisekund. Na rozdíl od tenistů a tenistek ale jejich hekání není slyšet, přehluší ho totiž mnohem hlasitější bušení do dřeva.
Toto dýchání bylo podle autorů docela překvapivé. Pracovali totiž s tím, že by ptáci mohli před dopadem zobáku dech i zadržovat. „To ale není pravda, naopak, vydechnou a poté se velmi rychle znovu nadechnou. To mohou opakovat několikrát. Při silném klování až šestnáctkrát za sekundu a asi třináctkrát za sekundu při slabším ťukání,“ vylíčil Goller.
Od zpívajících ptáků se podle něj ví, že výdech a nádech se dá provádět velmi rychle za sebou – například „obyčejný“ kanárek to dokáže až třicetkrát za sekundu. Zpěvní ptáci to dělají proto, aby mohli zpívat dlouhé trylkové fráze.
„Zdá se, že podobné vzorce se vyskytují také při datlím klepání a pravděpodobně také při bubnování,“ doplnil ornitolog. „Aby to bylo možné provést, musí svalstvo pracovat rychle. Z evolučního hlediska je to zajímavé, protože to naznačuje, že dýchací svalstvo ptáků může obecně pracovat velmi rychle,“ doplnil.
Proč bušit a klepat
Přestože lidé mají zvuky datlího bušení spojené s tím, že tito ptáci klepou do stromů kvůli potravě, ve skutečnosti mají k takové aktivitě více důvodů. „Datli komunikují prostřednictvím zvukových projevů a bubnování, přičemž u mnoha druhů je bubnování velmi důležité také pro obranu teritoria,“ vysvětlil Goller.
To podle něj znamená, že toto chování je ovlivněno sexuální a přirozenou selekcí. „Tyto informace nám nyní slouží k dalším studiím, abychom pochopili, které vlastnosti bubnování ukazují, jak je jedinec fit. Nejrychleji bubnujícím datlem je malý japonský datel, který dokáže provést až osmatřicet úderů za sekundu,“ doplňuje vědec.
Jako všechny vědecké výzkumy může mít i tento praktické výsledky v úplně jiných oblastech. „Podle mého názoru může tento výzkum osvětlit zajímavé aspekty rovnou v několika směrech,“ věří Goller. „Jak už jsem zmínil, je důležitý pro akustickou komunikaci. Kromě toho je zajímavé, jak je tato koordinace tolika motorických systémů řízena na neuronové úrovni. Mozkové funkce lze studovat také pomocí odvození a mohly by odhalit velmi zajímavé souvislosti, například mezi pohybovým aparátem a dýcháním. O tom, jak přesně je to koordinováno, víme zatím příliš málo,“ vysvětluje.
Vědec se ale nebojí podívat se ještě dál. „Navíc samozřejmě ještě nevíme, k čemu mohou být data ze základního výzkumu ještě použita – možná mohou inspirovat některé aspekty robotiky,“ zakončil rozhovor hypotézou.
