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Von wegen abgefedert

Warum bekommen Spechte keinen „Knall“?

Weithin hörbar lassen sie ihre Schnäbel ins Holz donnern. Angeblich wird das Gehirn der Spechte dabei durch eine Art Stoßdämpfer-Effekt vor zu starken Erschütterungen geschützt. Doch diese landläufige Annahme widerlegt nun eine Studie: Den Analysen zufolge werden die Stöße nicht abgefedert – der Kopf der Vögel schlägt wie ein steifer Hammer zu. Eine Dämpfung wäre auch kontraproduktiv, denn dann würden die Schläge weniger wuchtig. Dennoch droht dem Spechtgehirn offenbar kein Schaden: Durch seine vergleichsweise geringe Größe wird es nicht in kritischer Weise erschüttert, erklären die Forscher.

Oft reicht schon ein vergleichsweise leichter Schlag aus, um uns Kopfschmerzen zu bescheren. Wird das Gehirn jedoch noch stärker erschüttert, können bekanntlich lebensgefährliche Schäden an den empfindlichen Nervengeweben auftreten. Doch der Specht kommt damit anscheinend gut zurecht: Die berühmten Vögel rammen ihre Schnäbel dauernd heftig ins harte Holz, um sich Nahrung zu verschaffen oder Nisthöhlen zu bauen. Wie ihnen dies schadlos gelingt, fragen sich Menschen schon lange. Die landläufige Erklärung dazu lautete, dass die Schläge im Kopf der Vögel abgefedert werden – als würde sie ein Sturzhelm schützen. Aus wissenschaftlicher Sicht handelte es sich dabei allerdings nur um eine Annahme. Es wurden zwar bestimmte anatomische Merkmale mit einer Stoßdämpfer-Funktion in Verbindung gebracht. Aber der angebliche Stoßdämpfer-Effekt beim Schlag selbst wurde bisher nicht genau dokumentiert.

Angeblicher Dämpfung auf der Spur

Diese Lücke haben die Forscher um Sam Van Wassenbergh von der Universität Antwerpen nun geschlossen. Zunächst haben sie durch Hochgeschwindigkeitsaufnahmen bei drei Spechtarten die Dynamik des Kopfs beim Schlagen genau erfasst. Anhand von anatomischen Anhaltspunkten auf dem Schädel konnten sie dabei erkennen, inwieweit es zu stoßdämpfenden Effekten kommt. Doch aus den Analysen ging nun hervor: Es gibt sie gar nicht. Es zeichneten sich kaum Bewegungsverzögerungen an den Schädelstrukturen ab, wie es bei einer Stoßdämpfer-Wirkung zu erwarten wäre. Der Spechtkopf kracht stattdessen steif wie ein Hammer auf das Holz, resümieren die Wissenschaftler.

Das Team führte zudem biomechanische Modellsimulationen des Schlagverhaltens der Vögel durch. Sie verdeutlichten, dass eine Schock-absorbierende Wirkung sogar unsinnig wäre. Denn sie würde genau das beeinträchtigen, was gefragt ist: Wucht beim Schlag. Gäbe es ein Stoßdämpfer-System, müssten die Spechte deutlich härter hämmern, um ihre typischen Einschlagsstärken zu erreichen. Damit würde der Schutzeffekt dann wieder zunichtegemacht, erklären die Wissenschaftler.

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Offenbar keine Dämpfung nötig

Doch wie entgehen die Vögel einer Gehirnerschütterung? Wie die weiteren Untersuchungen der Wissenschaftler zeigten, ist eine Schutzfunktion offenbar gar nicht nötig. Beim menschlichen Gehirn würde eine Wucht vergleichbar der des Spechtschlags zwar tatsächlich Schäden verursachen, doch bei den relativ kleinen Vögeln kommt es zu anderen physikalischen Effekten als bei uns: Die geringere Masse sorgt für weniger Belastung des Gehirns. Aus den Berechnungen der Forscher geht hervor, dass die Erschütterungen beim Specht deutlich unter dem Niveau bleiben, das bei uns zu Schäden führt.

„Das Fehlen einer Stoßdämpfung bedeutet nicht, dass die Spechtgehirne bei den scheinbar heftigen Stößen in Gefahr sind“, resümiert Van Wassenbergh. „Selbst die stärksten Stöße aus den über 100 analysierten Schlägen dürften für die Gehirne der Spechte ungefährlich sein, da unsere Berechnungen eine geringere Belastung des Gehirns ergaben als bei Menschen, die eine Gehirnerschütterung erleiden.“ Aus evolutionärer Sicht können die Ergebnisse damit auch erklären, warum es keine Spechte mit viel größeren Köpfen und Nackenmuskeln gibt. Solche Tiere könnten zwar noch kräftiger zuschlagen, aber dann würden wohl tatsächlich Gehirnerschütterungen drohen, sagen die Forscher.

Die Ergebnisse widerlegen somit nun die seit langem kolportierte Geschichte von der Stoßdämpfung beim Specht, die in der Wissenschaft und auch in der Öffentlichkeit weit verbreitet ist. „Beim Filmen von Spechten in Zoos wurde ich Zeuge, wie Eltern ihren Kindern erklärten, dass Spechte keine Kopfschmerzen bekommen, weil sie einen Stoßdämpfer in ihrem Kopf haben“, sagt Van Wassenbergh. Wie sich nun gezeigt hat, trifft diese zunächst plausibel erscheinende Erklärung also nicht zu.

Quelle: Cell Press, Fachartikel: Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2022.05.052

Video: Zeitlupenausschnitte von Hochgeschwindigkeitsvideos des Kopfaufpralls bei drei Spechtarten.

© Current Biology/Van Wassenbergh et al.

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