きつつきは、くちばしが 木に あたって とまる とき、ものすごい ブレーキが かかります。

その つよさは、じゅうりょくの 400ばいくらいに なる ことが あると、しらべた 人たちは ほうこくしました［1］。これは 一ばん つよい ときの かずです。いつも では ありません。

人の のうしんとうの めやすと されるのは、じゅうりょくの 135ばいくらいです［1］。きつつきは、それを こえても へいきな ようです。

撮影して測ってみた

アントワープ大学のヴァン・ワッセンベルクらは、3種のキツツキが木をつつく様子を高速度カメラで撮影し、頭の動きから減速の大きさを計算しました［3］。

重力の400倍

減速は「g」という単位で表します。1gは地球の重力がかける加速度で、400gなら、その400倍の急ブレーキです。この研究では、脳にかかる減速は最大で約400gと報告されました［1］。人間の脳震とうの目安とされる約135gを、大きく超えています。ただし400gは最大の値で、いつもその強さというわけではありません。

硬い木に頭を打ちつけ続けて、なぜキツツキの脳は無事なのか。まず、つつく瞬間に頭がどれほどの急ブレーキを受けているのかを見ておく。Van Wassenbergh らは2022年、3種のキツツキの高速度撮影から、つつきの際の頭部の動きを解析した［3］。

報告された脳への減速は最大で約400gだった。ヒトの脳震盪の閾値とされる約135gを、大きく上回る［1］。ただし400gは最大値であり、平均や常時の値ではない。135gもヒトについての推定閾値で、鳥に直接当てはまる基準ではない点に注意が要る。

なお、後の章に出る旧研究の約1000gは推定値で、2022年の測定値と同じ条件で比べた数字ではない。

むかしから、きつつきの あたまには クッションが ある、と いわれて きました。

たとえば、した の ほねが あたまを ぐるっと まいて います。これが シートベルトの ように 頭を おさえる、と 考えた けんきゅうも ありました［4］。

あたまの ほねの 中の、すきまの 多い ほねも、ショックを へらすと 考えられました。つまり、いくつかの ぶひんが きょうりょくして、あたまを まもって いると いう せつめいです。

舌骨は頭を巻く骨

キツツキの舌骨は、舌の根もとから頭骨のまわりを巻くように伸びる細長い骨です。2011年のPLOS ONE論文は、コンピューターで頭の形をまねた計算（有限要素法）をして、舌骨、くちばしの構造、頭骨のすきまの多い骨が協力して衝撃を和らげると論じました［4］。

数字も出ていた

別の計算では、衝撃の圧力が頭の先から後ろまでで約75%減るという結果も出ています［5］。ただし、これは生きた鳥ではなく標本を使い、筋肉の性質にはラットの値を仮に当てた、実験室の中の計算です。

これほどの衝撃を受けて平気なのだから、頭のどこかに衝撃を和らげる仕組みがあるはずだ。長くそう考えられてきた。2011年のPLOS ONE論文は、有限要素モデルにより、舌骨が頭部を取り巻く安全ベルトのように働き、舌骨・くちばし・海綿骨が協調して衝撃吸収系をなすと論じた［4］。

同じ論文は、当時の資料にもとづく報告値として、つつきの速度は6〜7 m/s、減速は約1000g、1日に約12,000回つつくとも述べている［4］。

では、この説に数字の裏づけはあったのか。舌骨についての別の有限要素解析では、応力波の圧力が先端から後端で75%（0.15→0.04 MPa）低下する結果が報告された［5］。ところが、これは標本を用い、筋の物性にはラットのものを仮定した数値計算で、生体での測定ではない［5］。

ここで ふしぎな ことに 気づきます。もし あたまが クッションなら、木を たたく ちからも、クッションに すわれて しまいます。

クッションが たたく ちからを すうと、木に つたわる ちからも よわく なると 考えられます。きつつきが 木に あなを あけたいなら、クッションは じゃまです［2］。

そこで 2022ねんの けんきゅうは、3しゅるいの きつつきを カメラで とって しらべました。すると、あたまの ほねは 木を うつ かたい かなづちの ように はたらいて いると ほうこくされました［3］。

それでは、あたまの ほねが クッションでないのなら、のうは 何に まもられて いるのでしょう。

吸収すると、つつけなくなる

頭が衝撃を吸収する仕組みがあれば、つつく力が木に届かず、穴をあける能力が落ちてしまうはずです。そんな不利な仕組みが進化で残るのはおかしい、という矛盾が、2022年の研究の出発点でした［2］。

硬い金づちとして働く

研究チームは、3種のキツツキをつつくたびに高速度カメラで撮影しました。その結果、頭骨は脳を守るために衝撃を吸う仕組みではなく、つつく力を高めるための「硬い金づち」として働いている、と報告されています［3］。頭の前のほうの骨でも、くちばしと脳を入れる部分の減速に差は見られず、骨がクッションとして働いた証拠はありませんでした［1］。舌の根もとから頭骨のまわりを巻く舌骨も、「シートベルトやクッションになる」という説は近年の研究で支持されていません［1］。

ところが、クッション説には引っかかる点があった。頭骨が衝撃を吸収すれば、打撃力が木に伝わらず、つつく能力が損なわれるはずだ。そうした構造は進化的に維持されにくい。この矛盾が、2022年論文の出発点である［2］。

では、実際に測るとどうだったのか。3種のキツツキの高速度撮影の解析から、頭骨は脳を守る衝撃吸収系ではなく、打撃性能を高める硬い金づちとして機能すると結論された［3］。頭骨前部の海綿状の骨で減速が下がる証拠はなく、くちばしと脳頭蓋の減速に差もなかった［1］。舌骨のシートベルト説やクッション説も、近年の研究では支持されていない［1］。

ただし「頭骨の構造が何もしていない」とまでは言えない。確認されなかったのは、クッションとしての働きの範囲にとどまる。

では、なぜ へいき なのでしょう。ひとつの こたえは、のうが ちいさい ことです。きつつきの のうは、人の のうより ずっと ちいさく、ながさは 人の 7ぶんの 1 くらいと いわれます［1］。

おなじ きゅうブレーキでも、のうが ながいと、のうの 中で おしあう ちからが 大きく なります。

ですから、小さい のうは、おなじ ブレーキでも かかる おす ちからが 小さく なります。さいだいの ブレーキでも、のうの 中で おしあう ちからは、のうしんとうが おきるときの 目やすより 小さいと いわれます［1］。

圧力は脳の長さで決まる

同じ急ブレーキでも、脳が長いほど、脳の中で押し合う力（圧力）は大きくなると考えられています［1］。キツツキの脳の長さは人間の約7分の1しかないので、この力はずっと小さくなると考えられています。

最大でも、限度の半分ほど

報告された最大の減速でも、脳震とうが起きる頭の中の圧力の約4〜6割にとどまるとされています。この割合は種によって違います［1］。

ほかの候補

2022年の研究では、脳が頭骨の中にぴったり収まっていて、頭を打っても動きにくいことも、安全に役立つかもしれないと考えています［7］。

頭骨がクッションでないなら、脳は何に守られているのか。有力な手がかりは、脳の小ささである。他の条件が同じなら、急ブレーキ（減速）が強いほど、脳組織の詰まり方（密度）が高いほど、また脳が長いほど、脳の中に生まれる圧力は大きくなる。つまり、脳が短いほど圧力は小さくなる［1］。キツツキの脳の長さはヒトの約7分の1で、同じ減速でも圧力が小さく、耐えられる減速がはるかに大きい。報告された最大の減速でも、脳震盪に要する頭蓋内圧の約4〜6割にとどまる（値は種で異なる）［1］。

脳の小ささに目を向けた研究は、以前にもあった。2006年にギブソンは、小さな体で応力が小さいこと、衝撃時間が極めて短いこと、脳が頭骨内で向きよく収まり接触面積が大きいことを鍵として挙げ、減速を約1000gのオーダーと推定した［6］。この数値は2022年の測定（最大約400g）と異なる点に注意が要る。

さらに、2022年論文は、脳脊髄液が少なく脳が頭蓋内に密に収まることや、脳の前方が広く応力を分散することも、適応の候補として挙げている［7］。

きつつきの あたまを まねして、ヘルメットを 作ろうと 考えた 人も います。

でも 2022ねんの けんきゅうを した 人たちは、その 考えを 見なおした ほうが いいと のべて います［2］。ほねが クッションでは ないかも しれない からです。

ただし、ヘルメットに やくに たたないと きまった わけでは ありません。

キツツキの頭の構造をヒントに、衝撃を吸う保護具を作る発想がありました。研究者たちは、頭骨が衝撃を吸収しているわけではないのだから、この発想を見直したほうがいいと述べています［2］。

とはいえ、役に立たないと断定されたわけではありません。頭骨の構造が部分的に何かの役に立っている可能性は、完全には否定されていません。

頭骨がクッションでないとすると、キツツキの頭をまねた保護具はどうなるのか。研究者は、キツツキの頭部構造を手本とする衝撃吸収型の保護具などの設計発想を再考すべきだと述べている［2］。

とはいえ「ヘルメットの参考にならない」と断定した研究ではない。頭骨の構造が部分的に役立つ可能性も、完全には否定されていない。

きょう できる こと

てのひらで、つくえを かるく たたいて みましょう。つぎに、うすい タオルを 一まい のせて たたきます。音と 手ごたえが どう かわるか、くらべて みてください。つよく たたきすぎない ように します。

でかけて できる こと

こうえんや はやしで、木を たたく 音に 耳を すませて みましょう。どんな リズムか、どの 高さの 木か、メモして みます。

ほんもの の きつつきが いつ いるかは、ところに よって ちがいます。見つからなくても、ふしぎでは ありません。

今日できること

手のひらで机を軽くたたき、次に薄いタオルを1枚のせてたたいて、音と手ごたえの違いを比べてみましょう。力を入れすぎないようにします。クッションをはさむと力が逃げる、という感覚をつかめます。

出かけてできること

公園や林で、木をたたく音に耳をすませてみましょう。リズムや、音がする木の高さを記録するのも一つの調べ方です。キツツキの種類や見られる時期は地域によって違うので、見つからなくても不思議ではありません。

もっと知りたくなったら

論文の要旨は、出典欄のUBC動物学科やCurrent Biologyのページで読めます。

今日できること

手のひらで机を軽くたたき、薄いタオルを1枚のせた場合と音・手ごたえを比べてみる。力を入れすぎない。柔らかいものが打撃の力を逃がす感覚の例になる。

出かけてできること

公園や林で、木をたたく音を探して記録してみる。キツツキの種類・見られる時期は地域で異なる。

タオルの厚さを変えて、音と手ごたえの差がどう変わるかも比べられる。

資料を読むなら（任意）

英語になるが、Van Wassenbergh et al. (2022) の要旨と、Gibson (2006)、PLOS ONE (2011) を読み比べると、同じ現象への説明が測定の進歩でどう変わったかが見える。要旨だけでも読める。