Tato sova sdílí adaptaci s jinými druhy sovy, které jí umožňují otáčet hlavou o 270 stupňů bez poškození krevních cév v krku. Fotografie přes uživatele Flickr The Rocketeer
Přemýšleli jste někdy nad tím, jak sovy dokážou otočit hlavy téměř celou cestu?
Mají komplexní, adaptivní síť ochranných krevních cév, díky nimž struktury v našich krcích vypadají nepatrně - síť, kterou vědci nyní pitvali, mapovali a ilustrovali poprvé.
"Až dosud byli specialisté na zobrazování mozku, jako jsem já, kteří se zabývají poraněním lidí způsobeným traumatem tepen v hlavě a krku, vždy zmatení, proč rychlé, kroucené pohyby hlavy nenechaly tisíce sov ležet mrtvých na lesním dně z mrtvice, “Uvedl v prohlášení dr. Philippe Gailloud, intervenční neurorádiolog z Johns Hopkins a vedoucí výzkumník studie. Plakát zobrazující tyto nálezy získal první místo v Mezinárodní vědecké a technické vizualizační výzvě 2012, zveřejnil časopis Science včera.
Karotická a obratlová tepna v krku většiny zvířat, včetně sovy a lidí, jsou jemné a křehké struktury. Jsou velmi náchylní k drobným slzám a úsekům obložení plavidel. U lidí mohou být taková zranění běžná: šlehačka utrpěná při dopravní nehodě, jízda vpřed a vzhůru v jízdě na horské dráze nebo dokonce chiropraktický manévr se pokazil. Ale jsou také nebezpeční. Trhliny krevních cév způsobené náhlými pohyby kroucení vytvářejí sraženiny, které se mohou zlomit, někdy způsobují embolii nebo mrtvici, která by mohla být osudná.
Sovy, na druhé straně, mohou otáčet své krky až o 270 stupňů v obou směrech, aniž by poškodily cévy tekoucí pod jejich hlavami, a mohou to udělat, aniž by přerušily přívod krve do jejich mozků.
Vědci Philippe Gailloud (vpravo) a Fabian de Kok-Mercado (vlevo) zkoumají kostní a vaskulární strukturu sovy, která zemřela na přirozené příčiny. Foto s laskavým svolením Johns Hopkins
Vědci studovali kostní strukturu a cévní strukturu v hlavách a krcích tuctu zasněžených, zamlžených a rohatých sov po jejich smrti z přirozených zdrojů pomocí lékařských ilustrací, CT a angiografie, která produkuje rentgenové snímky uvnitř krevních cév. příčiny. Všechny tři druhy jsou původem z Ameriky, jejich stanoviště sahají od Tierra del Fuego, nejjižnějšího cípu jihoamerické pevniny, k arktické tundře na Aljašce a Kanadě.
Když vědci vstříkli barvivo do sových tepen, aby napodobili průtok krve a poté ručně otočili hlavy ptáků, viděli při hře mechanismy, které velmi kontrastovaly s lidskou schopností otáčení hlavy. Krevní cévy na spodku hlav sov, těsně pod čelistní kostí, se stále rozšiřovaly, jak do něj vlévalo více barviva. Nakonec se tekutina sloučila do malých zásobníků. Naše tepny mají tendenci se zmenšovat během rotace hlavy a neblokují stejným způsobem.
Barvivo vstříknuté do krevních cév mrtvých sov v malých zásobnících, když se jejich hlavy otáčejí ručně, funkce, která umožňuje nepřetržitý průtok krve do mozku. Obrázek se svolením Johns Hopkins
Vědci se domnívají, že tato funkce je rozhodující pro podporu nejsilnějších okřídlených tvorů. Zatímco kroucejí hlavy dopředu a dozadu, nádrže sovy umožňují ptákům shromažďovat krev, aby si udrželi funkci svých očí a mozku, které jsou relativně velké ve srovnání s velikostí jejich hlav. Tato propojená cévní síť pomáhá minimalizovat přerušení toku krve.
Výzkumníci však zjistili, že schopnost těchto mlčenlivých lovců čelit zákrutu je stále složitější. V sových krcích prochází jedna z hlavních tepen napájejících mozek skrz kostní díry v obratlovcích ptáků. Tyto duté dutiny, známé jako příčné foraminae, měly desetkrát větší průměr než tepna procházející skrz ni. Vědci tvrdí, že prostorný prostor navíc vytváří více vzduchových kapes, které tlumí tepnu a umožňují jí bezpečně cestovat během kroucení.
"U lidí vertebrální tepna opravdu obejme dutiny v krku." To však neplatí u sovy, jejichž struktury jsou speciálně upraveny tak, aby umožňovaly větší arteriální flexibilitu a pohyb, “uvedl ve sdělení vedoucí výzkumník Fabian de Kok-Mercado. De Kok-Mercado je lékařský ilustrátor v Howard Hughes Medical Institute v Marylandu.
Tato adaptace se objevila u 12 ze 14 obratlů v krcích sov. Vertebrální tepny vstoupily do jejich krků výše než u jiných ptáků, zavedených u 12. obratlů (pokud se počítají shora) namísto 14., což dává plavidlům větší prostor a prostor pro dýchání. Malé spojení cév mezi krčními a obratlovými tepnami, zvané anastomózy, nechává krev nepřetržitě proudit do mozku, a to i tehdy, když byly krční sovy krouceny do nejextrémnějších zvratů a zákrutů.
"Naše hloubkové studium anatomie sovy řeší jedno z mnoha zajímavých neurovaskulárních lékařských záhad, jak se sovy přizpůsobily pro zvládnutí extrémních rotací hlavy, " řekl Kok-Mercado.
Další tým zkoumá anatomii jestřába, aby zjistil, zda jiné druhy ptáků mají adaptivní rysy sovy pro pohled daleko doleva a doprava.
