Ученые объяснили, как сова может вращать головой, не перекрывая кровоток
Исследователи из Университета Джонса Хопкинса выяснили, как ночные хищные совы могут почти полностью поворачивать голову — на целых 270 градусов в любую сторону — без повреждения хрупких кровеносных сосудов шеи и головы и без прекращения кровоснабжения мозга.
Команда под руководством медицинского иллюстратора Фабиана де Кок-Меркадо впервые применила ангиографию, КТ-сканирование и медицинскую иллюстрацию для изучения анатомии дюжины этих большеглазых птиц. Было обнаружено четыре основных биологических адаптации, предотвращающих травмы при вращении головы. Все они связаны со строением костей и сосудистой сети, поддерживающей массивную голову птицы. Результаты опубликованы 1 февраля в журнале Science.
Исследователи изучили структуру костей и сложную сосудистую систему головы и шеи полярной, бородатой и виргинской филинов после их естественной смерти. Контрастный краситель, введенный в артерии, имитировал кровоток.
Ключевые адаптации:
Расширяющиеся резервуары для крови: При повороте головы сосуды у основания черепа совы расширялись, накапливая кровь. У человека артерии в аналогичной ситуации сужаются. Эти резервуары позволяют сове обеспечивать энергией большой мозг и глаза во время вращения головы.
Защищенные позвоночные артерии: Основная артерия, питающая мозг, проходит через костные отверстия (поперечные отверстия) в шейных позвонках. Эти полости примерно в 10 раз больше диаметра самой артерии, создавая воздушные карманы-амортизаторы, позволяющие артерии свободно двигаться при скручивании. Эта адаптация была найдена в 12 из 14 шейных позвонков.
Высокое вхождение артерии в шею: Позвоночная артерия совы входит в шею выше (на уровне 12-го шейного позвонка), чем у других птиц (на уровне 14-го), что обеспечивает больший запас длины и свободу сосуда.
Соединения между артериями: Обнаружены небольшие сосудистые соединения (анастомозы) между сонной и позвоночной артериями, в том числе открытая тригеминальная артерия. Они позволяют крови беспрепятственно поступать в мозг, даже если один из путей перекрыт при экстремальном повороте шеи.
Исследователи подчеркивают, что у людей отсутствуют эти защитные особенности, что делает резкие повороты головы и шеи (например, при хлыстовой травме, на аттракционах или после неудачных манипуляций у мануального терапевта) опасными, ведущими к повреждению сосудов, образованию тромбов, эмболии или инсульту.