Laura’s Birding Blog

Od kiedy byłam bardzo małą dziewczynką, zastanawiałam się nad ptasimi językami. No, właściwie to zastanawiałam się nad wszystkimi językami. Psie języki wysuwały się, ociekając śliną. Kocie języki były drapiące i dużo bardziej suche. Mój język był wielką mięsistą plamą w moich ustach i jeśli próbowałem zwracać uwagę na to, jak działa, zawsze kończyło się na tym, że go gryzłem. I za każdym razem, kiedy gryzłem swój język, zastanawiałem się, jak to możliwe, że ptaki nie gryzły swoich języków, mając te spiczaste, ostro zakończone dzioby. Z wiekiem zacząłem się domyślać, że ich język może być wąski – może nawet spiczasty – by zmieścić się w dziobie, ale wciąż wydawało mi się, że to będzie okropne, gdy ptak ugryzie się w język.

Rubinowy koliber pokazujący swój język.

W szkole podstawowej nauczyłem się, że ssaki mają kubki smakowe na językach. W college’u dowiedzieliśmy się, że języki ptaków są prostymi strukturami bez ważnych udoskonaleń języków ssaków i są praktycznie pozbawione kubków smakowych, więc ptaki mają słabo rozwinięty zmysł smaku, lub nie mają go wcale. Każdy, kto ma w ogóle wgląd, mógł zaobserwować, jak ptaki karmiące dokonują wyborów na podstawie smaku, ale zostały one odrzucone przez profesjonalistów, którzy mogli zobaczyć wyraźnie pod mikroskopem, że praktycznie wszystkie języki ptaków są rzeczywiście pozbawione kubków smakowych. James Rennie napisał, odważnie, ale z pewnym wahaniem, w The Faculties of Birds w 1835 roku:

Fakty te i wiele innych podobnego rodzaju… w pełni upoważniają nas, jak sądzimy, do stwierdzenia, że niektóre ptaki przynajmniej są obdarzone zmysłem smaku; choć jest to wyraźnie lub częściowo negowane przez niektórych autorów wyróżniających się dokładnością obserwacji.

Rennie miał rację, choć zajęło dużo czasu ustalenie, jak dokładnie ptaki mogą smakować bez kubków smakowych na językach. U kaczek, duża liczba kubków smakowych znajduje się na czubkach dzioba, cztery skupiska na górnej i jedno na dolnej części, gdzie pokarm po raz pierwszy styka się z ustami. U wielu ptaków, kubki smakowe wydają się być zlokalizowane w pobliżu gruczołów ślinowych. Wymaga to jeszcze wielu badań, ale ponieważ ten wpis jest o języku, nie będziemy się zajmować smakiem.

Wewnętrzne powierzchnie dziobów krzyżówek mają pięć głównych skupisk kubków smakowych.

Języki wszystkich zwierząt – ssaków, ptaków, gadów, żab i innych – są intrygującymi strukturami. (Polecam artykuł Wikipedii na ich temat ). Język, podobnie jak trąba słonia i kilka innych bezkostnych struktur mięśniowych, które służą do manipulowania przedmiotami lub poruszania zwierzęciem, nazywany jest hydrostatem mięśniowym. (Sprawdź artykuł w Wikipedii o hydrostatach mięśniowych). Te intrygujące struktury działają, w dużej mierze, poprzez posiadanie dwóch lub więcej zestawów sparowanych mięśni, jeden wzdłuż długości języka, jeden w poprzek szerokości, a czasami jeden lub dwa biegnące ukośnie. Mięśnie działają poprzez kurczenie się. Kiedy włókno mięśniowe jest rozluźnione, osiąga swoją pełną długość i najwęższą szerokość, a kiedy pracuje, rozciąga się, aby być krótszym i grubszym. Mięśnie hydrostatu mięśniowego pracują razem, kurcząc się i rozszerzając, aby zapewnić zwierzęciu kontrolę nad strukturą.

Ale hydrostat mięśniowy nie wystarcza dla złożonego organu, jakim jest język ptaka. U wszystkich wyższych kręgowców (w tym u nas!) język jest podtrzymywany przez chrzęstno-kostną strukturę w kształcie litery Y, zwaną aparatem gnykowym. U ptaków, ten aparat gnykowy jest najbardziej wykwintnie i dziwnie rozwinięty u dzięciołów i kolibrów, szczególnie u tych gatunków, które wystawiają język daleko poza czubek dzioba.
Kości gnykowe spoczywają wewnątrz osłonki, która utrzymuje je w stanie nasmarowanym i pozwala im się nieco przesunąć do przodu, gdy język jest wysunięty. Podstawa kości gnykowej (dolna gałąź Y) rozciąga się aż do czubka umięśnionego języka. Kość Y rozwidla się tuż przed gardłem, gdzie przyczepia się większość mięśni kontrolujących kość gnykową. Dwa rogi kości gnykowej rosną do tyłu od tego obszaru w kierunku podstawy czaszki, a kiedy są w pełni rozwinięte, osłona wokół nich łączy się z czaszką. Specjalne mięśnie, które pochodzą z dolnej szczęki, przyczepiają się do rozwidlenia kości gnykowej, aby kontrolować język. Rogi gnykowe niektórych gatunków dzięciołów są zadziwiająco długie i mogą rosnąć przez całą drogę wokół tylnej części czaszki, aż do szczytu, a u niektórych gatunków nawet powyżej oczodołu. Niektóre z nich sięgają nawet do jamy nosowej!
Gdy dziecko dzięcioł wykluwa, kości gnykowe są jeszcze dość krótkie, nie osiągając wiele poza podstawę czaszki. Duży język może dostać się na drodze, gdy pisklęta dzięcioła i młode pisklęta są karmione przez rodziców, ponieważ owijają swój rachunek wokół rachunku rodziców, jak dorośli regurgitate żywności do ich ust. Nie mam takiego zdjęcia, ale mam jedno, na którym karmię pisklę migotki, więc można przynajmniej zorientować się, jak działa jama ustna młodego dzięcioła.

W tym momencie aparat gnykowy nie jest jeszcze w pełni rozwinięty, kiedy dłuższy język i tak by przeszkadzał.

W miarę jak kość gnykowa rośnie, dzięcioł może wysuwać język coraz dalej i dalej. W końcu będzie mógł wystawać BARDZO daleko!

Lewa: Język dzięcioła krótkouchego, takiego jak suseł, w stanie spoczynku i wysunięty. Po prawej: Język dzięcioła długodziobego, np. migotki, w stanie spoczynku i wysunięty. Zauważ, o ile dłuższe są rozgałęzione rogi (na czerwono) kości gnykowej, aby umożliwić wystawienie języka tak daleko. To jest ze świetnej strony internetowej obalającej grupy anty-ewolucyjne, Archiwum TalkOrigins, która ma najlepsze wyjaśnienie aparatu gnykowego, jakie kiedykolwiek czytałem.

Z Washington Department of Fish and Wildlife „Living with Wildlife”

Język dzięcioła lub kolibra jest tak krótki i szeroki, jak to się dzieje, gdy boczne mięśnie hydrostatu mięśniowego są rozluźnione, a rogi kości gnykowej są wciągnięte na całą drogę do osłony. To wtedy język łatwo mieści się w zamkniętym dziobie, bez ryzyka, że ptak go ugryzie.
Oto kilka ilustracji górnej powierzchni języków dzięciołów (aż do miejsca, gdzie aparat gnykowy rozgałęzia się) z monografii F.A. Lucasa z 1895 roku, Języki dzięciołów, dla U.S. Department of Agriculture, Division of Ornithology and Mammalogy.

Czubki języków wielu ptaków mają wyspecjalizowane funkcje, co czyni je jeszcze bardziej złożonymi i fascynującymi. Naukowcy z jednego z badań opublikowanych w The Auk (Pascal Villard i Jacques Cuisin, How do woodpeckers extracts grubs with their tongues? A study of the Guadeloupe Woodpecker in the French West Indies. The Auk 121(2):509-514. 2004) stwierdził, że „dzięcioł z Gwadelupy nie włóczni karczowisk z językiem, ale zamiast tego chwyta je z języka rogowej końcówki, która jest kolczasta i pokryta śliną, i wyciąga je z otworów.”
Migotki mają lepki język z zadziorem na końcu – kiedy migotka sonduje podziemne tunele mrowiska, tuzin lub więcej mrówek może przylegać do powierzchni za każdym razem ptak wciąga swój język dzięki lepkości. Ale migotki nie żyją tylko z mrówek. Kiedy usłyszy owada w drewnie drzewa, może uderzyć dziobem, aby zrobić dziurę aż do robaka, i nie musi wcale poszerzać otworu – kiedy już odsłoni smaczny kąsek, może cofnąć głowę i wsunąć tylko cienki, mały język, aby chwycić karczowisko i wciągnąć je do środka. Bez tego wysuwanego języka musiałaby znacznie powiększyć otwór, aby móc go zbadać otwartym dziobem jak kleszczami. Język pozwala mu zaoszczędzić czas i uzyskać większy procent pożywienia, ponieważ każda minuta spędzona na wbijaniu się w drzewo stwarza więcej okazji do niebezpiecznej sytuacji, która zmusi dzięcioła do odlotu bez posiłku. Nigdy nie zrobiłem zdjęcia dzięcioła z całkowicie wysuniętym językiem, ale mam kilka z językiem choć trochę wysuniętym:

Northern Flicker (Red-shafted)

Red-bellied Woodpecker

Pileated Woodpecker

Jako ptasiarz, ilekroć udało mi się na chwilę zerknąć na język ptaka, byłem zachwycony. Ale dopiero gdy zacząłem robić zdjęcia, mogłem zobaczyć coś więcej niż tylko przelotne spojrzenie. Niektóre języki są cudownie fajne do oglądania, zwłaszcza gdy zrozumie się wystarczająco dużo o zachowaniu i diecie ptaka, aby zrozumieć, jak język tego gatunku ewoluował. Inne wydają się raczej proste. Gęsi kanadyjskie mają język przypominający ludzki, a właściwie taki, jaki mają pasące się ssaki, ponieważ gęsi również się pasą.

Ta gęś kanadyjska nie aprobuje fotografów

Ząbkowanie na ich dziobie pomaga im w zrywaniu i wyrywaniu trawy. Gęsi nie mają zębów, oczywiście, więc nie mogą żuć pałeczki, aby rozbić krzemionkowe ściany komórkowe traw, aby uczynić je bardziej strawnymi, a jako stworzenia latające, nie mogą taszczyć ciężkiego, krowiego żołądka. Gęsi mogą więc jeść trawę, ale nie są efektywne w jej trawieniu, o czym może świadczyć śliska ziemia w pobliżu miejsc, gdzie gęsi się żywią. Ich język, podobnie jak nasz, po prostu pomaga w przenoszeniu pokarmu z przedniej części jamy ustnej do gardła.

Widać ząbkowanie dzioba na tej żerującej gęsi. To zdjęcie mogłoby również posłużyć do omówienia opierzonych powiek, ale to już temat na inny wpis na blogu.

Nie miałem szczęścia nigdy zobaczyć ani zrobić zdjęcia języka kaczki, ale wiem, że wiele kaczek ma niezwykle dziwaczne języki, przydatne do zatrzymywania i połykania pokarmu przy jednoczesnym odcedzaniu wody i drobnych cząsteczek błota.

Ogromny, dziwaczny język pośrodku to język Teala Cynamonowego! Złożony język w prawym górnym rogu należy do perkoza rdzawoszyjego. From Leon Gardner’s 1925 monograph cited below.

Fortunately, I at least have illustrations of those thanks to a wonderful monograph about bird tongues that I found at a book sale at an ornithological meeting. The Adaptive Modifications and the Taxonomic Value of the Tongue in Birds, autorstwa Leona Gardnera z United States Army Medical Corps, została opublikowana jako część The Proceedings of the United States Museum w 1925 roku, czyli w czasach, gdy rząd USA był szczerze skupiony na nauce. Udało mi się zdobyć egzemplarz, wyrzucony z biblioteki Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej, na spotkaniu AOU w latach 90-tych. We wstępie Gardnera, pisze:

Jak dobrze wiadomo, język jest wyjątkowo zmienny organ w klasie Aves, jak należy się spodziewać od faktu, że jest tak ściśle związane z ptaków „najważniejszy problem, że uzyskanie żywności. W tym celu musi on służyć jako sonda lub włócznia (dzięcioły i kowaliki), sito (kaczki), rurka kapilarna (słonki i nurogęsi), szczotka (Trichoglossidae ), tarnik (sępy, jastrzębie, i sowy), jako kolczasty organ do trzymania śliskiej zdobyczy (pingwiny), jako palec (papugi i wróble), i być może jako organ dotykowy u ptaków z długim dziobem, takich jak sandpipers, czaple, i tym podobne.

Wiele z unikalnych różnic wśród języków ptaków mają do czynienia ze specjalnymi adaptacjami końcówki. Dzięcioły, z wyjątkiem sapsuckers, mają usztywnione barb na końcu. Ptaki, które piją nektar mają tendencję do posiadania szczotkowatych końcówek, aby zwiększyć ilość nektaru, który mogą przyjąć.

Języki kolibrów wciągają płyn na dwa różne sposoby. Działanie kapilarne, płyn pobierany w rowkach wzdłuż wąskiej struktury języka, wzmocnione przez sposób, w jaki końcówka języka jest podzielona, poszerzona i szczotkowata, jest prawdopodobnie mniej ważne. Zwykłe pobieranie płynu (a także przełykanie!) przynosi prawdopodobnie o wiele więcej. Podczas karmienia język gwałtownie się wysuwa i kurczy – do 13 razy na sekundę. A dwa czubki języka są jakby sklejone, aby zmaksymalizować ilość płynu w każdym łyku. Nawet jeśli języki niektórych kolibrów są częściowo zwinięte, tak jak mikroskopijne mieszadełko do kawy, koliber nigdy nie „zasysa” płynu. Russ Thompson’s amazing YouTube video shows hummingbird tongue action as well as you’re ever going to see it.
Sapsuckers, like hummingbirds, specialize on fluids, and the brushy tip to the tongue allows them to collect more fluid each time their tongue protrudes into a sap well. Cape May Warblers również żywią się płynami, odwiedzając otwory wiertnicze sapsucker, a także czasami karmniki z galaretką lub wodą cukrową. I na pewno, w przeciwieństwie do większości warblersów, ich język ma szczotkowaty czubek.

Tak! Mój szczotkowaty język pomaga mi chłonąć wodę z cukrem!

Kiedy zostałem rehabilitantem ptaków, po raz pierwszy miałem okazję zajrzeć do ust żywych ptaków. Kiedy karmiłem małe sójki niebieskie i robinie, mogłem zobaczyć, że czubek ich języka – to, co dla nas wygląda jak główna powierzchnia – ma kształt strzałki, co pozwala mu zgrabnie oprzeć się na podłodze dolnej części dzioba. Ta końcówka spoczywa na mięśniowym hydrostacie – głównym języku, który wygląda jak umięśniona łodyga zakorzeniona w podłodze jamy ustnej. Że łodyga kontroluje język do manipulowania elementów żywności, a następnie, gdy połykając duży element, taki jak owoce, ptak może podnieść rozszerzoną tylną część strzałki-jak końcówka, aby pomóc mu wyciągnąć element żywności do tyłu jamy ustnej i w dół luku.
Zrobiłem następujące zdjęcia w Reifel Migratory Bird Sanctuary w Vancouver tej jesieni, na ciemno, deszczowy dzień, więc zdjęcia są bardzo ziarniste i biedny, ale oh, dobrze. Możesz zobaczyć „arrowhead” końcówka języka, i trochę wspierającego „łodygi” (główny, mięśniowa część języka) poniżej. Małe kolce na powierzchni dachu jamy ustnej wskazują do środka, pomagając utrzymać jagodę lub kraba przed przesuwaniem się do przodu.

Tutaj widać płaską końcówkę języka. Miejsce, w którym spoczywa na głównym, umięśnionym języku jest trochę niewyraźne, ale widoczne.

Zauważ kolczasty dach pyska, który powstrzymuje owoc przed przesuwaniem się do przodu, gdy robin pracuje nim w dół.

Teraz widać cały „grot strzały”

Pod tym kątem widać umięśniony język podtrzymujący grot strzały. Szeroka część czubka języka, wraz z umięśnioną podstawą, popycha owoc w dół klapy.

Nie przestawaj pchać!

Niemalże w dół klapy!

Mniam!

Ptaki woskowe połykają owoce w ten sam sposób.

Widać wspierającą „łodygę” lub muskularną część języka podtrzymującą czubek.

To samo pod innym kątem

Nie wszystkie ptaki muszą manipulować swoim pokarmem za pomocą języka, a niektórym z nich normalny język mógłby przeszkadzać. Jaskółki i nocki wlatują w większość produktów spożywczych z dużą prędkością, a ich jedzenie spływa prosto do luku. Jaskółki używają języka do manipulowania materiałami gniazdowymi i, w niektórych przypadkach, do jedzenia innych przedmiotów, więc chociaż jest on nieco ograniczony, ich język jest nadal funkcjonalny. Ale słowiki używają swoich stóp do wyskrobania małego gniazda na ziemi, i nie jedzą nic więcej niż latające owady. Ich język jest niczym więcej niż maleńką, szczątkową klapką z tyłu jamy ustnej.

„Fred the education nighthawk” Jego język jest tylko maleńką klapką, której nie widać pod tym kątem.

Ptaki, które pochłaniają ryby w całości, takie jak loony, czaple i pelikany, potrzebują języka, aby wydostać się z drogi podczas połykania.

Język to tylko ten zgrubiały płat u podstawy gardła – reszta to woreczek!

Szary czubek języka i różowy mięsisty obszar z bocznymi „rogami” to przednia część języka, przymocowana do najbardziej umięśnionego obszaru. Małe procesy, które możemy zobaczyć nie są związane z hyoid, ale są po prostu częścią złożonego kształtu języka, który pozwala mu używać języka do manipulowania materiałami gniazdowymi i manipulowania rybami, aby połknąć je najpierw głową.

Większość ptaków, które przenoszą ryby z powrotem do gniazda, aby nakarmić swoje młode, używają swoich stóp do przenoszenia jednej ryby na raz (jak Łysy Orzeł i rybołów), lub jedzą ryby najpierw i regurgitate je do swoich młodych (jak czaple). Czaple mogą regurgitate tuzin ryb lub więcej na podłodze gniazda dla swoich młodych, aby chwycić. Rybitwy mogą łatwo przenieść jedną małą rybę na raz z powrotem do gniazda. Zazwyczaj gniazdują na linii brzegowej dość blisko do dobrych obszarów połowowych.
Puffins ścigać ryby wiele mil od gniazda. Oni nie regurgitate żywności, i nie może zarządzać bardzo duże ryby, więc w celu zapewnienia wystarczającej ilości żywności dla swoich młodych, muszą nosić jak najwięcej ryb w czasie, jak to możliwe. Normalny połów to około tuzina ryb na wycieczkę, ale strona internetowa Audubon’s Project Puffin przytacza rekordowy puffin niosący 62 ryby w Wielkiej Brytanii! (Chciałbym mieć zdjęcie puffin niosąc ryby.)

To fascynujące, aby zobaczyć puffins latające z tak wielu ryb, a nawet bardziej ekscytujące, aby uświadomić sobie, że złapali je jeden po drugim. Jak to możliwe, żeby złapać rybę, kiedy ma się już 5 lub 10 w dziobie? Puchatki mają kilka ważnych przystosowań w jamie ustnej, które umożliwiają im dokonanie tego niesamowitego wyczynu. Po pierwsze, miękka szczelina w miejscu połączenia górnej i dolnej żuchwy jest rozciągliwa, dzięki czemu krawędzie dzioba są równoległe nawet podczas trzymania ryb. Zdolność do utrzymywania równoległych krawędzi dzioba i mocny hak z przodu dzioba zapobiegają krojeniu lub wypadaniu ryb. Kiedy puffin złapie pierwszą rybę, trzyma swój specjalnie przystosowany, lekko kolczasty język o dach pyska, na którym znajdują się dłuższe kolce skierowane do tyłu, aby przytrzymać rybę w miejscu podczas łapania drugiej, a potem trzeciej, i tak w kółko. Ten umięśniony język jest po prostu właściwym narzędziem, współpracującym z wyspecjalizowanym dziobem i doskonale wyznaczonym dachem jamy ustnej.

Doskonale wyznaczona purchawka!

.