يسأل عمر: لماذا يهز الحمام رؤوسه ذهابا وإيابا أثناء المشي؟
من صيغة السؤال يتضح أنك وقعت ضحية للوهم البصري: الحمام لا يحرك رؤوسه إلى الخلف (بالنسبة للبيئة) بل إلى الأمام فقط. إن تمايل الحمام الغريب برأسه يشترك فيه العديد من أنواع الطيور، بما في ذلك صديقنا الدجاج. على وجه الخصوص، هذه الحركة السخيفة شائعة عندما يبحث الطائر عن الطعام على الأرض. وفي بداية القرن العشرين، تم استخدام اختراع مبتكر: كاميرا سينمائية لإثبات أن الطائر لا يحرك رأسه إلى الوراء أبدًا. يظل الرأس ثابتًا في الفضاء بينما يستمر الجسم الموجود أسفله في التحرك للأمام. للقيام بذلك، يجب أن تنحني الرقبة، وبالفعل فإن حركة الرأس هذه مثيرة للإعجاب بشكل خاص في الطيور ذات العنق الطويل بين المجنحة: النعام ومالك الحزين والرافعات كما سترى، على سبيل المثال، هنا (تركيز النظرة على الرأس والخلفية سيقنع المشاهد أنه فيما يتعلق بالبيئة الخارجية لا توجد حركة رأس للخلف).
لماذا تترك رأسه خلفك وتجبره على إكمال كل خطوة أو خطوتين بقفزة مفاجئة ومضحكة؟ منذ حوالي 40 عامًا، أظهر الباحث بي جيه فروست أن الإجابة تكمن في حاسة البصر. الحمام الذي كان يسير في مكانه، على جهاز المشي في صالة الألعاب الرياضية التي بناها لهم فروست، لم يهز رؤوسه. وحدث الشيء نفسه مع الحمام، حيث ظلت البيئة البصرية التي تم عرضها عليهم دون تغيير أثناء المشي، ولا يومئ أي طائر برأسه وهو مغطي عينيه. وفي التجربة المعاكسة، تم تحريك الحمام واقفا على رؤوسه كما لو كان يمشي عندما "تحركت" البيئة أمامه.
بطريقة غريبة وغير مخطط لها، ظهر الميل إلى إبقاء رأسها ثابتًا عندما تحرك جهاز المشي الذي كانت تقف عليه يونا ببطء شديد للأمام (ببطء شديد لتحفيز الحمامة على المشي) ومدت الحمامة رقبتها ببطء إلى الأمام حتى فقدت رقبتها توازن. نحن البشر وبقية إخواننا من الثدييات نعيش في فيلم يحرره لنا الدماغ من الإرسالات التي تنتقل إليه من العين التي تتحرك مع الجسم. يحيط نظام معقد من العضلات بمقلة العين ويقوم بتدويرها عندما نسير أو نركض حتى نتمكن من الاستمرار في التركيز على العناصر المهمة مع تغير مجال الرؤية. تطور تطور الرؤية عند الطيور على طول مسار مختلف. أي شخص قام ببناء طائرة ورقية وطيرانها يعرف أن الأنف يجب أن يكون خفيف الوزن. استلزم تكيف الطيور مع الطيران انخفاض كتلة الرأس، وبالتالي لا يوجد لدى الطيور ما يعادل الجهاز العضلي الذي يدور أعيننا. وبما أن الطيور لديها قدرة محدودة للغاية على تدوير مقلة العين، فإن إدارة الرأس تعني فقدان مجال الرؤية السابق، لجميع الأسباب التي تم تحديدها بالفعل. فالطائر الذي يمشي على الأرض، يسعى جاهداً إلى إبقاء العين في مكانها قدر الإمكان. وفي الطيور يمكن أن يصل عدد فقرات الرقبة إلى 14 فقرة مقابل 7 في الثدييات، كما أن مرونتها تمكن الدجاج من الحفاظ على وضعية ثابتة للرأس حتى عندما تتحرك أو تدور بقية أجزاء جسمه، مرونة الرقبة مثيرة للإعجاب بشكل خاص في البومة قادر على إدارة رأسه بمقدار 270 درجة. وهكذا فإن الحمامة ترى في جزء كبير من الوقت صورة ثابتة للعالم يسهل فيها تحديد مكان الطعام على الأرض. قد تكون للحركة السريعة إلى الأمام مزايا أيضًا؛ وكان هناك من يعتقد أن سرعة رأس الحمامة السائرة تصل إلى عدة عشرات من الكيلومترات في الساعة عندما تقفز إلى الأمام لتصل إلى الجسم. وبهذه الطريقة، يمكن للحمامة التي تتحرك ببطء حول الدوار أن تستفيد من الآلية العصبية التي تعالج الصورة أثناء الطيران وتتكيف مع هذا النطاق من السرعات.
باستخدام كاميرا عالية السرعة، قام توماس دبليو كرونين بفحص حركات رأس طائر الكركي الديكي الأمريكي، وهو أطول الطيور عنقًا في بلاده. تقع عيون الكركي الأمريكي على ارتفاع حوالي متر ونصف فوق سطح الأرض، ولكي تتمكن من التقاط ضفدع أو فأر، يجب أن تهبط منقارها بدقة من هذا الارتفاع، وبالتالي فإن تركيز البصر له أهمية بالغة. وجد كرونين أن التأرجح هو عمل منسق بشكل جيد مع المشي. وبينما تكون إحدى الساقين مثبتة على الأرض، تكون حركة الجسم أفقية تماماً ومن ثم يتم تثبيت الرأس في مكانه. عندما تهبط الساق على الأرض وترتفع الساق المقابلة، تضاف الحركة في المحور العمودي (لأعلى ولأسفل) لجسم الطائر. هذه الفترة الزمنية التي يكون فيها تحقيق الاستقرار أكثر صعوبة من استخدام الرأس للقفز للأمام، في هذه المرحلة تحدث إعادة تركيز العين إلى الصورة الثابتة التالية. مع زيادة سرعة المشي، يقل مقدار الوقت الذي يمكن أن يظل فيه الرأس ثابتًا حتى يتوقف التأرجح تمامًا عند تشغيل الرافعة. هذا هو القيد الذي تمليه الرقبة الطويلة: المسار الذي يجب أن يسلكه الرأس ليصطف مع الجسم طويل ومعه السرعة التي يضطر بها الرأس إلى الاندفاع للأمام. تسمح الطيور ذات الأعناق القصيرة لنفسها بمواصلة هز رؤوسها حتى أثناء الجري.
إن هز الرأس ليس الآلية الوحيدة التي يستخدم بها الدجاج مرونة الرقبة وثبات مقلة العين في مكانها. البوم تدير رؤوسها وتهزها بينما يبقى جسمهم في حالة راحة (عكس سلوك الحمامة) بحيث يستقبل الدماغ صورا للأشياء المحيطة به من عدة زوايا وبالتالي يصبح من الممكن إجراء تقييم دقيق للمسافة والاتجاه تماما كما يستخدم المساحون وصانعو الخرائط البشر التثليث (عرض نقطة واحدة من عدة اتجاهات). يعتبر هذا الوضع من التركيز البصري فريدًا بالنسبة للطيور، ولكن تمت ملاحظة حركات مماثلة في السحالي والثعابين طويلة العنق. وبما أن رأس الديناصورات كان مفصولًا أيضًا عن الجسم بعدد كبير من الفقرات وبسبب القرب التطوري من الطيور، فمن الممكن أن سكان الحديقة الجوراسية قاموا أيضًا بهز رؤوسهم تمامًا مثل الحمام اليوم.
شكرا للدكتور توماس كرونين لمساعدته.
هل خطر في ذهنك سؤال مثير للاهتمام أو مثير للاهتمام أو غريب أو وهمي أو مضحك؟ أرسلت إلى ysorek@gmail.com
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 3
يا له من هراء، من الواضح أن الحمامة تحرك رأسها إلى الخلف!
هل ينشط العضلات الموجودة في الجزء الخلفي من الرقبة؟ لذلك تتحرك
أما حقيقة بقاء الرأس في نفس النقطة بالنسبة إلى "العالم" فهي مسألة أخرى
حقيقة أنها تحرك رأسها إلى الخلف ليس هناك شك
أما القطط: فهل صحيح أنها عندما يتم قص شواربها تفقد توازنها؟
تقوم القطط أيضًا بإمالة رؤوسها قبل القفز على الفريسة، كجزء من تقدير أفضل للمسافة.
ماذا عن مسألة تحديد الهوية في حركة المرور؟ على سبيل المثال، يحتاج الضفدع إلى أن يتحرك الهدف بينما أدركت من بعض البرامج أن العين عند الإنسان تهتز قليلاً، مما يسمح أيضًا برؤية جيدة في حالة ثابتة. ماذا عن الطيور؟