Повернуть голову на 360 градусов. Как совам удается так крутить головой

Совы – уникальные животные. Они обладают необычными приспособлениями для выживания: начиная бесшумными полетами и заканчивая строением слуха. Но человека больше всего привлекла удивительная способность сов к повороту головы. Ведь так не может ни сам человек, ни другие животные.

У сов нет ушных раковин, которыми они могли бы улавливать звук. Они не могут шевелить глазами из-за их особого строения. Позвонки в грудном, поясничном и крестцовом отделе срощены для обеспечения стабильного полета – так что всю подвижность берет на себя шея.

Строение ее кровеносной системы позволяет совам поворачивать голову без ущерба для своего здоровья. Этому способствует то, что с 12 по 14 позвонках отсутствуют поперечные отверстия (foramen transverse ), тем самым давая сосудам место для размещения при повороте шеи.

Сами поперечные отверстия (foramen transverse ) в десять раз больше позвоночной артерии (a. vertebralis ). В них находятся воздушные мешки. Они отличные амортизаторы.

Такие крупнейшие кровеносные сосуды, как промежуточные сонные артерии (a. carotis intermedius ), проходят у сов в специальных углублениях на позвонках. Они сходятся и идут параллельно друг другу. То, что эти артерии не закрыты в отверстиях, дает им пространство для размещения, что позволяет избежать травмирования.

Ещё одна особенность строения сосудистой системы – это сократительные резервуары. Они представлены расширениями артерий. Благодаря эластичности стенки, эти резервуары растягиваются при повороте головы, что способствует току крови. Так же, поддерживать постоянный кровяной поток помогает еще и разветвлённая сеть более мелких кровеносных сосудов.

Более сложная система – анастомоз – представляет собой соединения между сонной (a. carotis ) и позвоночной артериями (a. vertebralis ) в виде более мелких кровеносных сосудов, которые позволяют регулировать поток крови. Свободная троичная артерия (a. trinitatis ) дает возможность крови проникать к мозгу совы, даже если основной путь перекрыт из-за резкого поворота шеи.

Как и любые птицы интересны в изучении. Мы ещё многого о них не знаем. Но такие открытия помогают лучше понять их и их организм.

Которых можно встретить на всех континентах кроме Антарктики, в течение столетий занимают надежное место в культуре и мифологии человека. Их воспринимают по-разному – от символов мудрости и удачи до дьявольских предвестников смерти. Откуда же взялась такая выдающаяся роль в истории и символике? Отчасти она связана со странностями анатомии, ведь особенности в строении тела отличает сов от всех других птиц.
Многие виды ведут ночной образ жизни, они летают практически бесшумно и могут поразительно крутить головой. Благодаря исключительному маскирующему оперению их легче услышать, чем увидеть, а лица этих птиц необычайно выразительные. Все это делает сов очень особенными. Вот пять черт, благодаря которым они кажутся одновременно и жутковатыми, и удивительными.

Необычные глаза
У сов нет . Их органы зрения скорее следует называть глазными трубками. Они имеют вытянутую форму, а на месте их удерживают склеротические кольца – костистые структуры в черепе. Из-за этого совы не могут двигать или вращать глазами, и именно потому настолько повышена подвижность их шеи, но об этом мы узнаем больше.
Так как глаза сов направлены вперед, у них бинокулярное зрение, аналогичное человеческому, а это значит, что они могут видеть предметы одновременно обоими глазами. Это дает птицам отличную способность оценивать высоту, вес и расстояние. Однако в то время как у людей 180-градусный обзор и при этом 140 градусов бинокулярного зрения, у сов эти показатели составляют соответственно 110 и 70 градусов. Но недостаток бинокулярного зрения они с лихвой восполняют превосходным ночным видением и дальнозоркостью.
Однако из-за такой дальнозоркости они не видят предметы вблизи. В момент ловли добычи совы используют нитевидные перья на клюве и лапах, позволяющие им ощущать добычу.
И наконец, у сов не одно и даже не два, а целых три века: одно для моргания, одно для сна и одно для поддержания глаз в чистоте.

Давайте сразу определимся – совы не могут оборачивать голову на 360 градусов. Может показаться, что это не так, но на самом деле угол составляет только 135 градусов в любом направлении от ровного положения. Таким образом, в совокупности совы обладают поразительной подвижностью шеи – 270 градусов.
Сложно повернуть голову даже так, чтобы посмотреть за свое плечо, а потому совы демонстрируют поразительные . Во-первых, вместо семи позвонков в шее, как в среднем бывает у птиц, у сов их в два раза больше. Но 14 позвонков в шее – это еще не все усовершенствования. У них есть ряд физиологических особенностей, позволяющих выжить при таком быстром и резком повороте головы. Так, дополнительные кровеносные сосуды подают кровь в голову, когда из-за угла поворота головы останавливается кровообращение через обычную систему. Кроме того, сосуды лежат в специальных воздушных прослойках, сберегающих целостность в момент резкого поворота головы.

Чуткие уши
Да, зрение у сов поразительное. Но часто настоящую работу во время охоты выполняют уши птиц. У многих видов они разного размера, да еще и расположены ассиметрично. Два уха с разной формой и положением получают звук в немного разные моменты, что дает птицам исключительную способность точно определять источник звука. Когда шум одинаково громкий в обоих ушах, птица знает, что ей удалось установить источник и расстояние.
В то же время плоское лицо направляет звук в уши, усиливая его настолько, что сова может распознавать даже малейший шорох от крошечной добычи.
Бесшумное
Совы известны своей способностью к бесшумному полету, ведь к быстро двигающейся добыче они должны приближаться очень тихо. Для этого у сов широкие крылья, позволяющие им парить и минимизировать количество взмахов, которые, в основном, и создают шум от летящей птицы. Кроме того, многие виды сов имеют специальные перья, позволяющие делать взмахи практически бесшумно.
На внешней стороне основных маховых перьев имеется жесткая кайма, похожая на зубцы расчески, которая снижает турбулентность. На задней кромке тех же перьев есть мягкая кайма, похожая на отрепавшийся край тряпки, которая также способствует уменьшению оставшейся турбулентности. Пух, покрывающий всю плоскость крыла, обеспечивает звукоизоляцию.
Благодаря такому особенному строению перьев мы не слышим такой звук ударов крыльев, как, например, у

Группа учёных под руководством Фабиана де Кок-Меркадо (Fabian de Kok-Mercado) проанализировала анатомические особенности дюжины птиц. Ученые исследовали костную структуру и кровеносную систему полярных и больших ушастых сов, а также пёстрых неясытей. Чтобы повысить информативность рентгеновских снимков, в сосуды было введено специальное контрастное вещество. После этого сосуды были тщательно препарированы, отсканированы и зарисованы для детального анализа.

При помощи ангиографии и КТ-сканирования выяснили, что и в скелете, и в кровеносной системе сов есть несколько особенностей, предотвращающих травмирование головы при резких поворотах. «Сонная и позвоночная артерии у большинства животных, в том числе у сов и людей, очень хрупкие и чувствительны даже к минимальному воздействию», - говорит один из участников исследования, доктор Филипп Гайю (Philippe Gailloud), доцент Отделения радиологии Медицинской школы при Университете Джонcа Хопкинса. «Поэтому специалисты по человеческим травмам, вызванным повреждениями шеи и головы, всегда удивлялись, почему леса не усыпаны тысячами мертвых сов».

У человека резкое вращение головы способно вызвать растяжение сосудов и образование тромбов, которые, оторвавшись, могут привести к смерти или инсульту. Учёные говорят, что такие травмы часто возникают при автомобильных авариях, а также после неудачных визитов к мануальным терапевтам или посещений «американских горок».

Первое интересное наблюдение ждало ученых, когда они ввели контрастное вещество в артерии совы, имитировавшее поток крови, и повернули голову вручную. Кровеносные сосуды в основании головы, находящиеся под челюстной костью, оказались очень эластичными, расширяясь по мере поступления дополнительных порций крови. У человека подобной эластичности не наблюдается. Такие резервуары позволяют накапливать достаточный объём крови, чтобы питать мозг во время поворота головы. Поддерживать постоянный кровяной поток помогает еще и разветвлённая сеть более мелких кровеносных сосудов.

Кровеносные сосуды совы эластичней человеческих.

Следующей анатомической особенностью, отмеченной учёными, стал относительный размер отверстий в поперечных отростках шейных позвонках совы, через которые проходит одна из основных артерий, питающих мозг. Эти отверстия примерно в 10 раз больше в диаметре, чем сама позвоночная артерия. Таким образом, образуется много свободного места, и артерия не пережимается при повороте головы. У человека артерия буквально зажата позвонками, а широкие отверстия 12 из 14 шейных позвонков сов дает им бо́льшую свободу движений.

Кроме того, исследователи выяснили, что позвоночная артерия сов входит в поперечные отверстия через двенадцатый позвонок, а не через четырнадцатый - выше, чем у остальных птиц. Это тоже обеспечивает дополнительную гибкость при поворотах головы.

Широкие отверстия для артерий дают свободу движения, а анастомозы между сонной и позвоночной артериями обеспечивают альтернативный путь крови к мозгу совы.

Еще одним открытием Кок-Меркадо и Гайю в анатомии сов стал так называемый анастомоз - множественные соединения между сонной и позвоночной артериями в виде более мелких кровеносных сосудов, которые позволяют регулировать поток крови. У взрослых людей подобного не наблюдается. В частности, свободная троичная артерия, представляющая собой одну из подобных перемычек, позволяет крови непосредственно проникать к мозгу совы, даже если основной путь перекрыт резким разворотом шеи.

Это работа заняла первое место в категории «Постеры и графика» конкурса «International Science & Engineering Visualization Challenge 2012», проводимого Национальным научным фондом США. Теперь, изучив строение шеи сов, учёные планируют исследовать анатомию ястребов, чтобы разобраться, есть ли у других птиц механизмы, позволяющие беспрепятственно вращать головой.