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自然界の謎の一つに、「キツツキはなぜ、小さな頭だけで巨大な木に穴を開けるような、強烈な打撃を繰り返しても脳震盪を起こさないのか」という疑問がある。長い間、科学者たちはその秘密を首の筋肉や頭部の特殊な構造に求めてきたが、ブラウン大学を中心とした研究チームによる最新の研究は、この鳥の驚異的な「掘削術」が、頭部だけでなく全身と呼吸を統合した驚異的な協調動作によって成り立っていることを明らかにした。

この研究では、北米最小種のキツツキである「セジロコゲラ」を対象に、彼らが木を穿つ際の生理学的なメカニズムが詳細に調べられた。研究チームは、高速ビデオ撮影と筋肉活動の測定、さらには気道内の空気の流れと圧力を測定するという、高度な手法を用いて解析を行った。

その結果、キツツキの打撃が単なる「首の運動」ではないということが判明した。キツツキは、木に衝突する際、頭部だけでなく、首、腰、腹部、尾部の筋肉を総動員し、文字通り全身を調整された一つのハンマーとして機能させている。打撃の瞬間に首を硬直させる様子は、人間がハンマーを振り下ろす際に手首を固定する動作に似ているという。

さらに驚くべき発見は、打撃動作と呼吸が完全に同期している点である。キツツキは、打撃のたびに意図的に息を吐き出しており、これはテニス選手が強力なバックハンドを打つときに「うなり声」を上げる動作に似ていると研究者は指摘している。また、連続して高速で木を叩く「ラピッドタッピング」の間には、歌鳥が速いさえずりをする際に見られるような「ミニ呼吸」を取り入れていることも判明した。これは、鳥が鳴き声以外の動作でこのミニ呼吸を使うことが初めて確認された事例である。

キツツキは、自身の体重の20倍から30倍にも相当する力で木を叩きつけているが、それを毎秒最大13回の呼吸と同期させている。これらの結果から、キツツキの掘削は単に速い運動であるだけでなく、全身の筋肉と呼吸器系を高度に調整する「並外れた技術」であることを示している。

この研究成果は、キツツキだけでなく動物全般が身体的な動作を駆使してコミュニケーションを行うメカニズムについても理解を深めるものとなる。例えば、ダンスやジェスチャー、あるいは歌といった動物の身体表現は、単なる動きではなく、「身体の動きと呼吸を協調させることで、驚異的な偉業を成し遂げる能力」を他者に伝える手段であると捉えることができる。これは人間が歌唱力や運動能力を評価する際、無意識のうちにそのパフォーマンスの背後にある「運動技能の協調性」を評価していることにも通じると、研究者は述べている。

キツツキの小さな体内に秘められたこの高度な「打撃術」は、生物の進化がもたらした驚異的な機能の一端を示しており、自然界の複雑で洗練されたメカニズムへの理解をさらに深める、貴重な洞察を与えてくれるものである。

＜関連サイト＞
Pecking with power: How tiny woodpeckers deliver devastating strikes to drill into wood

翻訳・文 / エコロジーオンライン編集部（AIを使用）