Зачем сова вертит головой почти на 270 градусов

Почему глаза совы лишены подвижности

Глазные яблоки большинства животных имеют форму сферы и свободно вращаются в глазницах благодаря специальным мышцам. У сов органы зрения устроены иначе. Они имеют форму удлиненной трубки или конуса, расширяющегося внутрь черепа. В костной ткани головы эти трубки удерживаются плотными кольцами из небольших косточек, которые называют склеральными кольцами.

Такое строение дает сове колоссальное преимущество во время ночной охоты. Вытянутая трубчатая форма работает подобно мощному объективу телескопа. На задней поверхности глаза помещается огромная сетчатка с миллионами светочувствительных клеток, улавливающих малейшие проблески света в темноте. Обратной стороной высокой резкости стала абсолютная неподвижность глазных яблок. Сова не способна покоситься в сторону, перевести взгляд вверх или быстро осмотреться краем глаза.

Костный каркас и подвижность совиной шеи

У человека в шее всего семь позвонков. Такой же анатомический набор встречается практически у всех млекопитающих, включая даже длинношеих жирафов. Человеческая шея способна повернуть голову вбок максимум на 80 или 90 градусов. Попытка закрутить ее сильнее приведет к перелому костей, сдавливанию нервов и повреждению сосудов.

Шея совы насчитывает четырнадцать позвонков, что ровно в два раза превышает базовый набор млекопитающих. За счет большого числа подвижных сегментов общая дуга изгиба распределяется равномерно, поэтому отдельные суставы не испытывают критических перегрузок при поворотах.

Свою роль играет и способ соединения черепа с позвоночным столбом. Человеческий череп опирается на позвоночник двумя суставными отростками, которые биологи называют мыщелками затылочной кости. Два мыщелка стабилизируют голову, но ограничивают амплитуду ее вращения. У совы этот мыщелок всего один, и он действует по принципу шарнира. Одиночный сустав позволяет голове легко поворачиваться относительно верхнего позвонка на огромный угол.

Как сова избегает инсульта при резких разворотах

Большая подвижность костей решает лишь половину задачи. Главная опасность экстремального вращения головы кроется в работе кровеносной системы. Если человек резко повернет голову за плечо, сонные и позвоночные артерии в шее натянутся и сожмутся. При повороте на 270 градусов сосуды неизбежно разорвались бы или полностью перекрыли подачу кислорода к мозгу, вызвав потерю сознания и инсульт.

В 2013 году группа ученых из Университета Джонса Хопкинса под руководством доктора Филиппа Гайю детально исследовала сосудистую систему сов с помощью компьютерной томографии и контрастных веществ. Ученые обнаружили сразу несколько механизмов защиты от пережатия артерий.

• Отверстия внутри поперечных отростков позвонков, через которые проходят позвоночные артерии, превышают диаметр самих сосудов примерно в десять раз, оставляя запас для свободного движения.
• Пространство внутри костных каналов заполнено микроскопическими воздушными мешками, служащими мягкой подушкой и защищающими сосуды от ударов о костные стенки при резких рывках.
• У основания черепа артерии заметно расширяются и формируют вместительные сосудистые резервуары, удерживающие постоянный запас насыщенной кислородом крови.
• Кровеносные русла соединены между собой кольцевыми сосудистыми перемычками, благодаря чему кровь перенаправляется по обходным путям при временном сдавливании одной из основных веток.

Когда птица молниеносно делает разворот на максимальный угол, приток свежей крови через основание шеи действительно может снизиться. Мозг в этот момент не страдает от кислородного голодания, поскольку продолжает снабжаться из накопленных у черепа резервуаров.

Помощь в акустической наводке

Широкий угол поворота шеи решает еще одну критически важную задачу, связанную со слуховым аппаратом хищника. Уши многих сов расположены на черепе асимметрично. Правое слуховое отверстие может находиться чуть выше и быть направлено вверх, а левое располагается ниже и ориентировано вниз.

Звуковая волна от шороха мыши в сухой траве достигает правого и левого уха с микроскопической разницей во времени, составляющей доли миллисекунды. Птица поворачивает и наклоняет голову под разными углами до тех пор, пока громкость сигнала в обоих ушах не уравняется. Способность легко вращать шею в горизонтальной и вертикальной плоскостях помогает хищнику мгновенно построить трехмерную карту местности и атаковать добычу с закрытыми глазами.