キツツキは穴掘りするときテニス選手のようにうなり声を出す (2/3)

打撃と呼吸の完全同期を実証

キツツキの打撃は「呼吸」も利用しているのか？

謎を解明するため研究チームは、アメリカに生息する体長15センチほどのダウニーキツツキ（北米最小のキツツキの一種）8羽を野外で捕獲し、実験室で協力してもらいました。

鳥たちには好物の木片をつついてもらい、その様子を高速カメラで撮影するのです。

さらに、頭や首、腹部、尾部、脚の主要な筋肉に筋電図を装着し、一部の個体には気嚢（きのう：肺の前後にある袋）の内部圧力センサーと気道の空気流量センサーも取り付けました。

これにより、木を突く瞬間にどの筋肉がどのタイミングで働き、呼吸がどう変化しているかを同時に記録したのです。

その後、鳥たちは元いた森に放たれ、研究者たちは集めたデータの解析に取りかかりました。

その結果、キツツキは首だけでなく頭から尾の先まで体中の筋肉を駆使して、まるで全身を一本のハンマーのように振るっていることが分かりました。

クチバシが木に当たる瞬間、首周りの筋肉が一斉に収縮して頭部をがっちり固定しますが、これはちょうど人間がハンマーを振り下ろすときに手首を固める動作に似ています。

また、まるでボクサーがパンチを繰り出す前に踏ん張るように、尾羽を動かす筋肉は打撃の直前に体を木に押し付けて踏ん張る役割を果たし、腰の筋肉（尾の付け根付近）は頭部を突き出す強力な推進力を生み出していました。

打撃のあとは別の首の筋が素早く頭を引き戻し、各筋肉の収縮タイミングが微妙に重なり合うことで、速い連打でも動きの勢いが途切れないスムーズなリズムを実現しています。

さらに注目すべきは、呼吸の連動という発見です。

アニメやマンガでしばしば強力な技として描かれる無呼吸からの絶え間ない打撃が描かれることがありますが、キツツキの場合は超速呼吸を通じて連打を実現していたと言えるでしょう。

たとえば約0.1秒間隔（1秒間に10～13回程度）の速さで穴を掘っている最中も、打撃の合間に40ミリ秒（0.04秒）ほどで素早く息を吸い込み、クチバシを打ち付けるまさにその瞬間に合わせて急激に呼気（吐く息）圧が高まることが記録されました。

研究者は呼吸リズムと打撃リズムが1対1の対応を保ち、小刻みな呼吸が酸素補給に役立っている可能性があると考えているようです。

まるで鳥が一撃ごとに超高速で息を吸い込み打撃と共に「フンッ！」と吐き出しているかのようです。

人間でもテニスや重量挙げで力む際に思わず声が漏れることがありますが、それと同じ現象だと考えられます。

息を吐くことで腹筋など体幹の筋肉が一層働き、身体が安定して力を込めやすくなる効果が知られているため、キツツキも呼気で体幹を固め打撃力を高めていると考えられます。

さらに、キツツキが息を吐くときの空気の流れが「鳴管（めいかん）」という鳥特有の声を出す器官を通っていることも確認されました。

通常、鳥はこの鳴管を使って鳴き声を出しますが、キツツキは穴を掘るときに声は出していません。

つまり、鳴管を通った空気は声を出すためではなく、体を支えたり踏ん張ったりする力を生むために使われている可能性があります。