Lang werd gedacht dat spechten over een soort ‘schokdemper’ beschikten. Maar die theorie is nu ontkracht.
Je hebt vast weleens een specht met zijn snavel tegen een boom zien hameren. Dat gaat er vaak nogal ruig aan toe. Je zou er zelf bijna hoofdpijn van krijgen! Toch blijft dit lot de vogel bespaard. Waarom een specht geen hoofdpijn krijgt, is een interessante vraag, die zowel wetenschappers als het grote publiek al jaren intrigeert. En nu komen Belgische onderzoekers in een nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Current Biology, tot een verrassende ontdekking, die korte metten maakt met een lang gekoesterde theorie.
Schokdemper
Al lange tijd vragen wetenschappers zich af hoe spechten herhaaldelijk met hun snavel tegen boomstammen kunnen hameren zonder hun hersenen te beschadigen. Voor je beeldvorming, deze vogels zijn in staat hun snavel met een snelheid van zeven meter per seconde tegen een boom te rammen. Als wij mensen dat zouden doen, kregen we flinke hoofdpijn. De overijverige specht lijkt daar echter geen last van te hebben. Dit leidde tot de theorie dat hun schedels als schokabsorberende helmen zouden werken. Kortom, de specht zou over een soort ‘schokdemper’ beschikken, die zich tussen de snavel en de hersenen bevindt. En dat zou de vogel in staat stellen zeer krachtige schokken op te vangen.
Studie
In een nieuwe studie trekken onderzoekers deze theorie echter in twijfel. Het Belgische onderzoeksteam analyseerde high-speed video’s van drie soorten spechten (de grote bonte specht, de Noord-Amerikaanse helmspecht en de zwarte specht). Vervolgens gebruikten ze deze gegevens om biomechanische modellen te bouwen. Het leidt tot een verrassende ontdekking. “We ontdekten dat spechten de schok van de impact met de boom helemaal niet opvangen,” zegt onderzoeker Sam Van Wassenbergh, verbonden aan de Universiteit Antwerpen.
Nadelig
Volgens Van Wassenbergh zou schokabsorptie van de schedel zelfs nadelig kunnen zijn. “Het zou een pak energie kosten,” legt hij in gesprek met Scientias.nl uit. “Onze berekeningen tonen aan dat als de vogels de schokken zouden dempen, ze ofwel veel langer zouden moeten pikken om een nest in bomen te maken, ofwel veel meer moeite moeten doen door hun snavel nog sneller tegen de boom te slaan.”
Bestand
Met de studie hebben de onderzoekers de lang gekoesterde theorie die stelde dat spechten geen hoofdpijn krijgen dankzij een schokdemper, ontkracht. Maar als hun schedels niet als schokdempers werken, brengt het pikken hun hersenen dan niet in gevaar? Nee, zo tonen de onderzoekers aan. Hoewel de vertragingsschok bij elke pik de drempel voor hersenschuddingen bij apen en mensen overschrijdt, zijn de kleinere hersenen van de spechten hiertegen bestand. Van Wassenbergh zegt dat spechten zich zouden kunnen vergissen, als ze bijvoorbeeld op volle kracht op metaal zouden hameren. Maar als ze met hun snavel tegen een gebruikelijke boomstam rammen, dan krijgen de vogels daar zelfs zonder schokdemper geen hersenschudding van. “Ondanks de afwezigheid van schokabsorptie lopen hun hersenen geen gevaar tijdens de schijnbaar gewelddadige botsingen,” zegt Van Wassenbergh. “Zelfs de hevigste schokken uit de meer dan 100 geanalyseerde pikken zouden nog steeds veilig moeten zijn voor hun hersenen.”
Stijve hamers
Een prangende vraag is dan natuurlijk: hoe kan dat? En ook daar hebben de onderzoekers een antwoord op. “De kop van de specht functioneert tijdens het pikken als een stijve, stevige hamer,” legt Van Wassenbergh uit. “De snavel beweegt daarbij nauwelijks ten opzichte van de hersenpan. Dat blijkt uit de videoanalyse waar we punten op de snavel en op de rest van de kop traceren. Wat we nog niet precies begrijpen is hoe ze hun onder- en bovensnavel zo onbeweegbaar kunnen houden. Maar met de gegevens die we nu hebben – en in vergelijking met wat bekend is over de waarden van vertraging (meestal uitgedrukt in aantal g) tijdens de klap bij mensen – is de drukbelasting op de hersenen relatief veilig. Hoewel de schok van de hersenen een hoger g haalt dan die van mensen bij een hersenschudding (tot 3 keer zo hoog), kunnen kleinere hersenen tegen grotere g. De hersenen van spechten zijn ongeveer 7 keer korter, waardoor er, alles bij elkaar genomen, een grotere veiligheidsmarge is.”
Vanuit evolutionair oogpunt kan dit ook verklaren waarom er geen spechten zijn met veel grotere koppen en nekspieren. Hoewel een grotere specht krachtiger kan hameren, zou een hersenschudding hem waarschijnlijk in grote problemen brengen.
Met de studie hebben de onderzoekers onthuld waarom spechten niet massaal aan migraine, hersenschuddingen of andere trauma’s lijden.Waarom dat zo belangrijk is? “In het algemeen denk ik dat het belangrijk is om de levenswijze van dieren te begrijpen en hoe ze zich hebben aangepast aan hun omgeving,” aldus Van Wassenbergh. “En tot dusver was er over de precieze anatomische en biomechanische aanpassingen van spechten nog relatief weinig bekend.”
Daarnaast is de boodschap van de studie ook relevant voor onderzoekers die van plan zijn de kop van de specht te gebruiken als inspiratiebron voor het ontwikkelen van schokabsorberende materialen en helmen. “Dat is in het verleden al gebeurd,” vertelt Van Wassenbergh. De nieuwe bevindingen wijzen er echter op dat het misschien toch niet zo’n goed idee is om het kunstje van de specht af te kijken. “Het is dus duidelijk dat de specht geen goed modelsoort is voor alternatieve, biologisch geïnspireerde manieren van schokdemping,” besluit Van Wassenbergh.
