Tämä estetty pöllö jakaa mukautuksen muiden pöllölajien kanssa, mikä antaa sen kääntää päätään 270 astetta vahingoittamatta kaulan verisuonia. Kuva Flickrin käyttäjän The Rocketeer kautta
Oletko koskaan miettinyt, kuinka pöllöt voivat kääntää päänsä melkein ympäri?
Heillä on monimutkainen, mukautuva suojaavien verisuonten verkosto, joka tekee kaulamme rakenteista näyttäviä haastavilta - verkon, jonka tutkijat ovat nyt leikannut, kartoittaneet ja havainnollisaneet ensimmäistä kertaa.
”Tähän saakka minun kaltaiset aivojen kuvantamisen asiantuntijat, jotka käsittelevät pään ja niskavaltimon valtimoiden aiheuttamia ihmisvammoja, ovat aina hämmentyneet siitä, miksi nopeat, kiertyvät päänliikkeet eivät jättäneet tuhansia pöllöjä makaamaan kuolleita metsäkerroksessa aivohalvauksesta. ", Sanoi tohtori Philippe Gailloud, Johns Hopkinsin interventio-neuroradiologi ja tutkimuksen vanhempi tutkija. Näitä löydöksiä kuvaava juliste voitti ensimmäisen sijan vuoden 2012 kansainvälisessä tiede- ja tekniikkavisualisointihaasteessa, Science- lehti ilmoitti eilen.
Useimpien eläinten, mukaan lukien pöllöt ja ihmiset, kaula- ja selkärankavalot ovat herkkiä ja hauraita. Ne ovat erittäin alttiita pienille kyyneleille ja alusten vuorauksille. Ihmisillä tällaiset loukkaantumiset voivat olla yleisiä: auto-onnettomuudessa jatkunut piiskahtaa, edestakaisin jarring-vuoristorata tai jopa kiropraktiikka, on mennyt pieleen. Mutta ne ovat myös vaarallisia. Äkillisten kiertymisliikkeiden aiheuttamat verisuonen kyyneleet tuottavat hyytymiä, jotka voivat rikkoutua, aiheuttaen joskus veritulppia tai aivohalvausta, joka voi osoittautua kohtalokasksi.
Pöllöt puolestaan voivat kääntää kaulaaan jopa 270 astetta kumpaankin suuntaan vahingoittamatta pään alla kulkevia suonia, ja ne voivat tehdä sen katkaisematta aivojensa verenkiertoa.
Tutkijat Philippe Gailloud (oikealla) ja Fabian de Kok-Mercado (vasemmalla) tutkivat luonnollisista syistä kuolleen pöllön luu- ja verisuonirakennetta. Kuva: Johns Hopkins
Käyttämällä lääketieteellisiä illustaatioita, CT-skannauksia ja angiografiaa, joka tuottaa röntgenkuvia verisuonten sisäpuolelta, tutkijat tutkivat luiden ja verisuonten rakennetta kymmenen lumisen, vanteen ja suuren sarven pölyn pään ja kaulan luissa ja kaulassa luonnollisten kuolemiensa jälkeen aiheuttaa. Kaikki kolme lajia ovat kotoperäisiä Amerikassa, niiden elinympäristöt ulottuvat Tierra del Fuegosta, Etelä-Amerikan mantereen eteläisimmästä kärjestä, Alaskan ja Kanadan arktiseen tundraan.
Kun tutkijat injektoivat väriä pöllöjen valtimoihin jäljittääkseen veren virtausta ja kääntyivät sitten lintujen päät manuaalisesti, he näkivät leikissä mekanismit, jotka olivat suuressa ristiriidassa ihmisen pään kääntymiskyvyn kanssa. Pöllöiden pään juuressa, hieman leukaluun alapuolella olevat verisuonet laajenivat, kun enemmän väriainetta virtaa sisään. Lopulta neste yhdistyi pieniin säiliöihin. Valtimomme yleensä pienenevät pään kiertojen aikana ja eivät ilmapallo samalla tavalla.
Kuolleiden pöllöjen verisuoniin injektoitu väriaine pienissä säiliöissä, kun päätä pyöritetään manuaalisesti. Tämä ominaisuus mahdollistaa häiriöttömän veren virtauksen aivoihin. Kuva: Johns Hopkins
Tutkijoiden mielestä tämä ominaisuus on ratkaisevan tärkeä tuettaessa erittäin raskaita siipisiä olentoja. Vaikka pyöritävät päänsä edestakaisin, pöllöjen säiliöt antavat lintujen yhdistää verta ylläpitääkseen silmiensä ja aivojensa toimintaa, jotka ovat molemmat suhteellisen suuria verrattuna päänsä kokoon. Tämä kytketty verisuoniverkko auttaa minimoimaan verenvirtauksen keskeytymisen.
Mutta näiden hiljaisten metsästäjien kääntökyky päästä eteenpäin oli edelleen monimutkaisempi, tutkijat havaitsivat. Pöllökauloissa yksi tärkeimmistä aivoista ruokkivista valtimoista kulkee lintujen nikaman luiden reikien läpi. Nämä ontot ontelat, jotka tunnetaan nimellä poikittaisia foraminaeja, olivat halkaisijaltaan kymmenen kertaa suurempia kuin sen läpi kulkeva valtimo. Tutkijoiden mukaan tilava lisätila luo useita ilmataskuja, jotka pehmentävät valtimoa ja sallivat sen kulkea turvallisesti kiertymisliikkeiden aikana.
”Ihmisillä selkäranka halaa todella kaulan onttoja onteloita. Mutta näin ei ole pöllöissä, joiden rakenteet on erityisesti sovitettu valtimoiden suuremman joustavuuden ja liikkumisen mahdollistamiseksi ", totesi johtava tutkija Fabian de Kok-Mercado lausunnossa. De Kok-Mercado on lääketieteellinen kuvittaja Howard Hughes Medical Institutessa Marylandissa.
Tämä mukautuminen esiintyi 12: ssa pöllön 14 nikamasta 12 pöllön kaulassa. Nikamaväylät tulivat kaulaansa korkeammalle kuin muiden lintujen, ja ne tulivat 12. nikamaan (kun lasketaan ylhäältä) 14. sijaan, mikä antaa verisuonille enemmän löysyyttä ja tilaa hengittää. Pienten alusten yhteydet kaulavaltimon ja nikamavaltimoiden välillä, joita kutsutaan anastomooseiksi, antavat veren virtauksen keskeytyksettä aivoihin, vaikka pöllön kaulat käännettiin äärimmäisiin käänteisiin.
"Pöllöanatomian perusteellinen tutkimuksemme ratkaisee yhden monista mielenkiintoisista neurovaskulaarisista lääketieteellisistä mysteereistä, kuinka pöllöt ovat sopeutuneet käsittelemään äärimmäisiä pään rotaatioita", de Kok-Mercado sanoi.
Seuraavaksi joukkue tutkii haukan anatomiaa selvittääkseen, onko muilla lintulajeilla pöllöjen mukautuvia piirteitä vasemmalle ja oikealle.
