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딱다구리는 그렇게 세게 나무를 쪼는데 왜 뇌진탕에 걸리지 않나요?
딱따구리가 나무를 쪼을 때 머리가 받는 엄청난 충격이 뇌에 전달되지 않도록 두개골의 스펀지 뼈구조와 두개골을 감싸는 긴 혀가 어떤 생물학적 완충 장치 역할을 하는지 해부학적 구조가 궁금합니다.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 딱다구리는 하루에도 수천에서 많게는 1만 번 이상 나무를 쪼을 수 있으며, 한 번 쪼을 때 머리가 받는 충격은 순간적으로 1,000G 이상에 이를 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 이때 딱다구리는 이러한 충격을 견딜 수 있도록 여러 해부학적, 생리학적 적응을 갖추고 있습니다. 우선 가장 중요한 특징은 두개골의 구조인데요, 딱다구리의 두개골에는 치밀한 뼈와 스펀지처럼 다공성인 뼈가 적절히 분포되어 있습니다. 이러한 스펀지뼈는 충격을 받을 때 약간 변형되면서 충격 에너지의 일부를 흡수하고 분산시키는 역할을 하며, 위아래 부리와 두개골의 연결 구조도 충격이 한곳에 집중되지 않도록 하여, 타격으로 발생한 힘을 두개골 전체로 분산시키는 데 도움을 줍니다.
부리 역시 중요한 완충 장치인데요, 겉보기에는 매우 단단하지만, 부리를 구성하는 뼈와 각질층은 적절한 탄성을 가지고 있어 충격을 일부 흡수합니다. 또한 부리의 형태와 두개골의 배열 덕분에 충격이 뇌 방향으로 곧바로 전달되기보다 여러 방향으로 분산됩니다. 혀의 구조도 매우 독특한데요, 딱다구리의 혀는 매우 길어서 입 안에 모두 들어가지 않으며, 혀를 움직이는 설골이라는 뼈와 연골 구조가 두개골 뒤쪽을 돌아 이마 부근까지 길게 이어집니다. 과거에는 이 설골이 헬멧처럼 뇌를 감싸 충격을 흡수한다고 알려졌지만, 최근 생체역학 연구에서는 설골의 직접적인 충격 흡수 효과는 생각보다 크지 않을 가능성이 제시되고 있습니다. 대신 긴 설골은 혀를 길게 내밀어 곤충을 잡는 기능이 주된 역할이며, 두개골을 보강하고 진동을 일부 분산시키는 보조적인 기능을 할 가능성이 있는 것으로 해석됩니다.
충격이 발생하는 방식 역시 중요한데요, 딱다구리는 나무를 쪼을 때 머리를 거의 일직선으로 움직입니다. 목 근육이 매우 발달해 있어 머리가 좌우로 흔들리지 않으며, 부리가 나무에 수직에 가깝게 충돌하는데요, 이와 같이 충격 방향이 일정하면 회전력이 거의 발생하지 않습니다. 사람의 뇌진탕은 머리가 회전하면서 뇌가 두개골 안에서 크게 흔들릴 때 잘 발생하는데, 딱다구리는 이러한 회전 운동을 최소화하여 뇌 손상을 줄이는 것입니다. 즉 딱다구리가 뇌진탕에 잘 걸리지 않는 이유는 하나의 특별한 구조 때문이 아니라, 스펀지 형태의 두개골, 충격을 분산시키는 부리와 두개골의 연결 구조, 발달한 목 근육, 회전을 최소화하는 타격 방식, 작은 뇌와 안정적인 뇌의 고정, 그리고 설골의 보조적 역할이 함께 작용하기 때문입니다. 감사합니다.
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채택된 답변결과부터 말씀드리면 딱따구리의 독특한 두개골과 혀 구조 덕분입니다.
먼저 뇌를 둘러싼 앞쪽 두개골은 미세한 구멍이 뚫린 다공성 구조로 되어 있어 부리를 통해 전달되는 운동 에너지를 흡수해서 사방으로 분산시킵니다.
또한, 뇌와 두개골 사이에 공간이 거의 없어 뇌가 내부에서 흔들리며 부딪히는 뇌진탕을 막습니다.
여기에 설골 장치, 즉 혀뿌리뼈라 불리는 긴 혀가 결정적인 완충 역할을 하는데, 혀가 목 뒤와 뒤통수를 거쳐 정수리까지 두개골 전체를 한 바퀴 감싸고 있는 독특한 해부학적 구조를 가지고 있죠.
그래서 나무를 쪼는 순간 이 설골과 주변 근육이 팽팽하게 수축하며 머리를 단단히 잡아주는 일종의 안전벨트 역할을 하는 것입니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
딱따구리가 나무를 강하게 쪼아도 뇌 손상이 적은 이유는 여러 충격 완화 구조 덕분입니다. 두개골은 단단하고 압축력을 분산하는 구조이며, 뇌와 두개골 사이 공간이 작아 흔들림이 줄어 듭니다. 또한 긴 혀를 감싸는 근육 과 뼈 구조가 머리 주변을 지지해 충격 흡수 역할을 합니다. 짧고 빠른 쪼기 동작, 곧게 전달되는 힘의 방향도 뇌진탕 위험을 낮추는데 도움을 줍니다. 이런 특징은 나무 속 먹이를 찾기 위한 진화한 적응입니다.