Spechte sind bemerkenswerte Kraftmaschinen. Sie können mit ihrem Schnabel tiefe Löcher in Baumrinden hämmern, indem sie ihren Kopf blitzschnell vor und zurück bewegen. Die Kraft, die sie dabei aufbringen, entspricht dem 20- bis 30-Fachen ihres Körpergewichts. Dadurch picken sie Insekten als Nahrung aus dem Holz und bauen sich Bruthöhlen in die Stämme. Durch schwächeres, aber schnelleres Trommeln auf dem Holz kommunizieren sie zudem mit anderen Artgenossen und verteidigen ihr Revier. Aber wie genau machen die Spechte das? Bekannt ist zwar, dass der Aufbau von Schädel, Schnabel und Nacken der Vögel an die Bewegung angepasst ist, um Gehirnerschütterungen zu vermeiden. Unklar war aber bislang, welche Muskeln und welche Atemtechnik zusätzlich für das Hämmern nötig sind.
Mehr als nur Nackenmuskeln benötigt
Das haben nun Forschende um Nicholas Antonson von der Brown University in Providence untersucht. Dafür fingen sie acht wilde Dunenspechte (Dryobates pubescens) ein – eine in Nordamerika weit verbreitete Art – und setzten sie vorübergehend in ein Forschungsgehege. Dort filmten sie sie drei Tage lang mit Hochgeschwindigkeitskameras. Anschließend suchten die Biologen in den Aufnahmen nach den Momenten, in denen die Vögel Holz bearbeiteten und analysierten ihre exakten Bewegungen. Zusätzlich implantierten die Wissenschaftler den Spechten Elektroden und maßen darüber, ob und wann elektrische Signale in der Kopf-, Hals-, Bauch-, Schwanz- und Beinmuskulatur der Vögel auftreten. Die Signale geben an, ob diese Muskeln beim Hämmern mit dem Schnabel benutzt wurden oder nicht.
Die Auswertung ergab, dass vor allem zwei Muskelpartien entscheidend fürs Hämmern sind: der Hüftbeuger und die vorderen Nackenmuskeln. Diese ziehen sich am stärksten zusammen, während die Vögel ihren Schnabel ins Holz schlagen. „Gleichzeitig scheinen andere Muskeln unterstützende Funktionen zu übernehmen“, erklärt Antonson. Demnach legen die Vögel den Kopf in den Nacken und spannen auch drei Muskeln am Schädelansatz und im hinteren Nacken an. „Diese Nackenversteifung scheint funktionell analog zur Handgelenksversteifung beim menschlichen Hämmern zu sein“, erklärt das Team. Zusätzlich festigen die Spechte ihren Körper mit der Bauch- und Schwanzmuskulatur und bereiten sich so auf den Aufprall ihres Schnabels vor. Diese Muskelpartien stabilisieren die Hüfte und verankern den Körper am Baum, wie das Team feststellte.
Zusammengenommen spannen die Spechte demnach einen Großteil ihrer gesamten Körpermuskultur an und verwandeln sich so in einen steifen Hammer mit größerer Hebelwirkung, um ihren Schnabel als „Hammerspitze“ mit Schwung ins Holz treiben zu können. Die Vögel setzen beim Hämmern also ihren ganzen Körper ein, von der Schnabelspitze bis zum Schwanz. Die Hämmermeister können sich aber nicht nur in ein Kraft-, sondern auch in ein Präzisionswerkzeug verwandeln. Denn über das Zusammenspiel ihrer Muskeln können die Spechte die Stärke ihrer Schnabelhiebe fein abstimmen. So können sie entweder kräftig hämmern, um ein Loch zu bohren, oder sanft klopfen, um eine Botschaft zu übermitteln. Vor allem der vordere Hüftbeugemuskel entscheidet über die Bewegung: Zieht er sich stark zusammen, wird es ein Hämmern; lässt er eher locker, wird es ein Klopfen oder oberflächliches Picken.
