第一句话就给出了答案:猫头鹰不能360度旋转头部,但可以270度旋转头部。原因有二。一个是它有一个强大的颈椎,支持它扭动脖子而不伤害颈部关节和血管。另一个原因是其颈动脉内有一个缓存血库,当动脉扭曲导致血流量减少时,可以及时向大脑供血。
猫头鹰的颈椎结构看起来像是头在肩膀上。没有脖子的猫头鹰其实有14块颈椎。有着漂亮的脖子,戴着钻石项链,你只有7块颈椎。
上图是斑枭(一种常见的非洲猫头鹰)的骨架,蜕去羽毛看真相。猫头鹰有长长的脖子。14块颈椎的旋转角度远大于7块颈椎。猫头鹰的颈椎关节比你多,枕骨髁却少。你的头骨和颈椎的交界处有两个枕髁,而猫头鹰只有一个枕髁。它转头的次数比你多。
除了脖子长,关节多,头部转动灵活外,猫头鹰的颈椎管腔还比较粗。
也是颈椎血管。你的动脉血管靠近颈椎管管腔,管腔空内的血管活动受限。但猫头鹰的颈椎管直径是动脉血管的10倍。宽腔为血管和可移动空空间提供了缓冲。猫头鹰转头270度时,血管壁不会被骨骼摩擦压迫或划伤。
不仅颈椎结构和你不一样,猫头鹰的颈动脉也有你比不上的天赋。它带有一个小型血库。
颈动脉的秘密美国约翰·霍普金斯大学的团队研究了猫头鹰的颈动脉血流。研究小组将造影剂注入猫头鹰的动脉,并使用试剂模拟血液流动。实验发现,猫头鹰与我们完全相反:当猫头鹰扭脖子、转头时,下巴底部的血管变得越来越粗,像一个小型血库一样储存血液。
上图是霍普金斯大学绘制的猫头鹰颈部血管细节。
当你扭过头的时候,颈动脉只会越来越细。你的头部离原来的位置越远,头部的供血就会越少。如果长时间大幅倾斜脖子,缺血的头部会开始眩晕。但是猫头鹰不会。它下巴上的血库储存了大脑所需的血液。当颈部旋转引起动脉扭曲,出现暂时性缺血时,缓冲血库可以及时向头部供血。
最后一个问题,猫头鹰为什么要把头扭270度?原因有二。一个是看,开阔眼界。二是听,识别声音方位。
开阔视野猫头鹰的眼睛很大,但眼睛是圆柱形的,不能转动。你的眼睛是球形的,可以灵活转动。猫头鹰不会翻白眼,只能通过转脖子来增加视力。
辨别声音方向
夜间捕猎的猫头鹰,它的耳朵比眼睛更有用。
猫头鹰没有外耳。它不能像其他动物一样转动耳朵来收集声音。它只能通过转动脖子来捕捉声音。
上图是猫头鹰的头骨,左右耳朵,一高一低,右耳向上开口,左耳向下开口。左右结构不同的耳朵用来听声音和识别位置。来自前方的声音在右耳比在左耳更响。来自正下方的声音在左耳中比在右耳中更响。
猫头鹰扭动脖子,从不同角度采集声音后,可以准确判断猎物的位置。
70度旋转的脖子,对于猫头鹰来说,是眼睛和耳朵的延伸,缺一不可。
参考资料:
1:“改编的猫头鹰的颈椎 amp《科学》杂志的Fabian de Kok-Mercado撰写的“头部动脉与颈部极度旋转的关系”
2:“仓鸮听觉定位路径中的指导性学习”,作者Knudsen,E.I,《自然》