新的研究揭示了盔犀鸟盔突内部结构令人惊奇，使其能够在空中与对手的战斗中承受伤害。研究人员希望这一新发现有助于保护这一极度濒危的物种，并为开发耐冲击的仿生材料提供新的见解。
“我刚到香港时，曾拜访过香港城市大学的保护法医小组，讨论他们的研究，他们向我介绍了这种神奇的鸟类、它奇特的颅骨解剖结构，以及非法野生动物贸易对该物种构成的威胁，”香港城市大学比较解剖学副教授 Mason Dean 博士说道。
盔犀鸟 ( Rhinoplax vigil ) 因其球状的“盔突”而成为非法野生动物贸易的珍品，盔突是其头骨前部的头盔状突起。虽然盔突是犀鸟的共同装饰，但它们似乎对不同物种发挥着不同的作用。特别是，虽然大多数物种的盔突都是空心的，但盔犀鸟的盔突正面有一层厚厚的角蛋白层(“犀鸟象牙”)，并填充着异常密集的骨骼网络。
“当我对这个物种有了更多的了解后，我在博物馆发现了一个干燥头骨的横截面，发现盔突中小梁的残骸令人震惊，”迪恩博士说。“当我听说个体会在空中用盔突相互碰撞时，我就必须更多地了解其功能形态。”
小梁(脊椎动物骨骼内部相互连接的支柱)是骨骼在最需要的地方提供高强度和抗弯曲能力的一种方式。“因此，了解犀鸟的解剖结构以及它如何实现这种争斗行为可以为我们提供有关这种难以捉摸的动物的生态学及其生命史和健康基本方面的线索，”迪恩博士说。
“由于犀鸟的功能解剖学几乎尚未被探索，我们的研究结果理想情况下也将为高性能复合材料的仿生设计提供新的视角，以承受反复碰撞造成的损坏，”迪恩博士说。“我们特别兴奋的是，盔犀鸟可以成为轻质抗冲击材料的模型，因为这可以为从头盔到车辆和航天探测车轮等碰撞管理至关重要的领域提供解决方案。”
Dean 博士及其团队使用微型 CT 查看了盔突内部的不同结构。“我们一直致力于了解头骨的层次结构，将生物学、材料科学和工程技术结合起来，”他说。“我们有足够的样本可以比较雄性和雌性，有些样本仍然具有关节灵活性，有些样本的喙鞘(盔突和下颚上的角蛋白鞘)可以滑落。”
“我们一开始启动这个项目，就有很多可爱的犀鸟爱好者前来帮忙，”迪恩博士说。“我们已经能够详细定量地了解盔突的构造方式、骨头与角蛋白的相互作用，以及支撑头骨撞击面的骨小梁的复杂网格结构。”
Dean 博士及其团队发现，犀鸟的骨小梁平均厚度与大象股骨的骨小梁相当或更厚，尽管犀鸟的体型比大象小得多——这与骨小梁随动物体型增大而增大的常见趋势相反。“我使用微型 CT 观察了各种各样的动物骨骼，但从未见过像犀鸟那样的骨小梁，”Dean 博士说。
“然后，那一大堆小梁又回到了脑壳，就像一束榕树支柱根，汇聚在一个骨质平台上，这个平台比我们研究过的其他犀鸟和近亲的要坚固得多，”迪恩博士说。“所有这些解剖学特征开始让我们了解盔犀鸟的头骨是如何适应承受已知最快的生物撞击之一的，雄性以汽车碰撞的速度进行‘空中争斗’。”
由于非法野生动物贸易，尤其是在 Dean 博士及其团队工作的亚洲，该物种现已被列入 IUCN 濒危物种红色名录的“极度濒危”名单，其中大部分非法贸易都是通过香港运往中国大陆。“盔犀鸟是亚洲最大的犀鸟物种之一，其盔突前端的角蛋白历来是艺术品和古董市场的目标，用于雕刻成野生动物装饰品，”Dean 博士说。“我们的大量头骨标本中仍然含有可能杀死该动物的子弹。”
“由于该物种难以捉摸，在野外很难观察到，因此迫切需要提高对其生物学的了解，保护其栖息地，保护日益减少的野生种群，并开发更好的工具来识别野生动物产品，”迪恩博士说。“我们希望像我们这样的项目有助于了解物种的自然历史，提高公众对生物多样性丧失所面临的挑战的认识，同时也理想地向科学家表明，保护的步伐不仅仅需要来自保护生物学家!”
该研究将于 2024 年 7 月 2 日至 5 日在布拉格举行的实验生物学会年会上发表。