Найбільші ….змії. Вчені вперше виміряли швидкість, з якою кусає гадюка

Змія нападає так стрімко, що встигає вкусити свою жертву чотири рази за частки секунди. Якби людина рухалася з таким самим прискоренням, то просто втрачала б свідомість.

Техаський гримучник, що причаївся серед пісків або лук південної Каліфорнії (США), - один із найтерплячіших хижаків у світі.

Ці змії, як правило, проводять своє життя на самоті, ховаючись у засідці в очікуванні наступного обіду.

Чекати вони можуть довго. У разі потреби здатні обходитися без їжі до двох років, але як тільки їм видається шанс, стають одними з найнебезпечніших і найвміліших мисливців на планеті.

І, як і у всіх змій, їхня головна зброя - не в розмірі і не в силі, а в швидкості.

За даними дослідження, опублікованого у березні 2016 року, укус змії займає від 44 до 70 мілісекунд.

Для наочності: на те, щоб моргнути, у людини йде приблизно 200 мілісекунд. Виходить, що за цей час особливо безжальна змія здатна вкусити його аж чотири рази.

Це майже неймовірна швидкість: виходить, змії жалять набагато швидше, ніж ми можемо поворухнутися.

Насправді, якби ми рухалися з таким же прискоренням, як змії, ми б просто втратили свідомість.

"У більшості випадків у потенційного видобутку немає жодних шансів уціліти", - розповідає Девід Пеннінг, співробітник Університету Луїзіани у місті Лафейєтте (США).

Він протягом кількох місяців спостерігав за гримучниками, а також за найрізноманітнішими отруйними та нешкідливими зміями за допомогою високошвидкісної камери.

"Ці хижаки здатні дістатися до мети і завдати удару ще до того, як жертва усвідомлює, що зазнала нападу".




Так швидко можуть рухатися не лише гримучники. Загальне числовидів змій на планеті оцінюється в 3,5 тисячі - від крихітних гадюк до величезних пітонів, - але вивчених їх дуже мало.

Втім, навіть якщо брати тільки ті види, які вже досліджені, очевидно, що розвивати таке разюче прискорення здатні багато хто.

Це пов'язано з унікальною фізіологією змій, що вдосконалювалась протягом мільйонів років.

По-перше, змії надзвичайно мускулісти. Тоді як у людському тіліналічується 700-800 м'язів, у змій - навіть у найменших - їх від 10 до 15 тисяч.

Як ця велика кількість м'язів дозволяє змії рухатися з такою запаморочливою швидкістю - поки невідомо.

Дехто вважає, що вони стискаються і накопичують енергію для кидка, а потім розпрямляються, як пружина.

Однак у змій є ще більше цікава особливість, яка ставить у глухий кут вчених.

Оскільки ці рептилії нападають з такою швидкістю, на їх тіло впливають величезні навантаження - такі, які могли б повністю знерухомити практично будь-яку тварину.

Пеннінг виявив, що в момент кидка на змію впливає сила, яка в 30 разів перевищує силу земного тяжіння.

При цьому найнатренованіші льотчики-винищувачі відчувають, що руки та ноги перестають їх слухатися вже при перевантаженні, що у 8 разів перевищує силу тяжіння, коли виконують стрімкі трюки в повітрі.

Під впливом навантаження вдесятеро більше сили тяжіння вони швидко втрачають свідомість.

"Відомо, що хамелеони і деякі саламандри при нападі стрімко витягують мову в бік видобутку, і прискорення при цьому може бути набагато більше, ніж у змії, що жалить, - пояснює Пеннінг. - Однак основна різниця полягає в тому, що такому випадку рухається тільки мова, а чи не мозок".

Головний мозок просто не може винести велике прискорення.

"Мозок - це неймовірно тонкий орган, який характеризується надчутливістю до прискорення та ударів, - розповідає Пеннінг. - Тому гравці в американський футбол і надягають шоломи, а струс мозку відноситься до серйозних травм".

Коли льотчик-винищувач зазнає впливу сильного прискорення, кров відливає до ніг, позбавляючи головний мозок життєво необхідного йому кисню.

Якщо це відбувається дуже швидко, кров не встигає повернутися назад до мозку, і людина втрачає свідомість.

Однак змії примудряються впоратися з цією труднощами і зберігати повний контроль над ситуацією, рухаючись при цьому з більшим прискоренням і вражаючи свою жертву з нищівною силою. Частково це пояснюється будовою зміїного черепа.

"Череп змії неймовірно динамічний і рухливий, - каже Пеннінг. - Наявність у ньому великої кількостірізних суглобів надає змії гнучкість та маневреність”.

Пеннінг вважає, що різниця при цьому така сама, як якщо "вдарити по мішку або вдарити по цегляній стіні".

За його словами, "стіна стоїть на місці і приймає весь удар, а мішок рухається, ніби розподіляючи струс".

Вчені зараз намагаються з'ясувати, як поводяться в таких надзвичайних обставинах скелет і нервова системазмії.

Отримані знання вони збираються використовуватиме захисту людини у ситуаціях, коли його тіло впливає велике навантаження.

Думка про те, що вивчення тактики нападу змії допоможе нам проектувати автомобілі, які краще захищатимуть людей від впливу ударів, може здатися кумедною. Але вона значно ближча до реальності, ніж можна очікувати.

"Зараз ми намагаємося з'ясувати, що саме відбувається, коли змія вражає свою жертву", - розповідає Пеннінг.

"Змії здатні витягнути голову, завмерти, негайно перебудуватися в оборонну позицію, а потім повторювати ці рухи знову і знову".

"Питання у тому, що допомагає їм щодо безболісно переносити такі навантаження, і чи можна використовувати їхній секрет у майбутньому на благо людства", - підсумовує він.





Мітки:

Біологи вперше точно виміряли швидкість, з якою гадюка чи гримуча змія викидає голову і кусає жертву, з'ясувавши, що змія розганяється до 100 кілометрів на годину лише за 79 мілісекунд, йдеться у статті, опублікованій у журналі Scientific Reports.

"У природі, всі зіткнення між хижаками та жертвами носять унікальний характер- вони набагато різноманітніші від того, що ми можемо побачити при їх взаємодії в лабораторії. Сучасні технології дозволили нам зрозуміти, що саме визначає успішне полювання або втечу від хижака, і наблизитися до розкриття еволюційних факторів, які рушать хижаками та їх жертвами", - заявив Тімоті Хігхем (Timothy Higham) з університету Каліфорнії в Ріверсайді (США).

Ще з часів середньовіччя і навіть більш ранніх епох існування людства гадюки, гримучі змії та інші представники сімейства гадюкових (Viperidae) вважаються символом блискавичної реакції, надвисокої швидкості та майже гарантованої точності потрапляння в жертву.

Всі ці змії полюють на дрібних ссавців та рептилій із засідки, вистрибуючи на них з величезною швидкістю, розкривши пащу на 180 градусів і буквально «вбиваючи» свої ікла в тіло жертви. Хігхем та його колеги вирішили детально вивчити цей процес, вирушивши до пустелі Мохав на південному заході США, де живуть знамениті гримучі змії.

Розставивши фотопастки територією пустелі, вчені підключили їх до комп'ютера і централізовано стежили за переміщеннями та полюванням змій, улюбленою жертвою яких є американські кенгурові стрибуни (Dipodomys merriami). великі гризуни, схожі на тушканчиків, що пересуваються пісками пустелі в схожій «стрибає» манері.

Для зйомки змій вчені використовували високошвидкісні інфрачервоні камери, здатні отримувати 500 кадрів за секунду у тривимірному форматі, а також спеціальні системи теплового підсвічування. Коли змія починала полювати, комп'ютер сповіщав Хігхема та його команду, і вчені починали «вручну» стежити за тим, як гадюки намагалися зловити стрибунів. Вчені полегшили зміям завдання, розкидавши навколо них насіння рослин, яким живляться їхні жертви.

Ці спостереження розвіяли один із міфів, пов'язаних із гадюками - виявилося, що вони досить часто промахуються, перелітаючи або недолітаючи до гризуна, особливо якщо йому вдалося помітити хижака в останній момент перед стрибком гримучої змії. З іншого боку, виявилося, гадюки справді рухаються дуже швидко і кусають із величезною силою.

У середньому, змія б'є по гризуну вже через 60-70 мілісекунд після того, як стрибун потрапляє в радіус удару. За цей час голова змії пролітає близько 12-16 сантиметрів, рухаючись зі швидкістю 3,5 метри за секунду і прискорюючи свій рух на 170-506 метрів за секунду в квадраті. Це відповідає перевантаженню в 50g - максимальній позначці, яку може пережити людина - і приблизно так само, з якою швидкістю викидаються подушки безпеки в машині.

Незважаючи на такі значні швидкості та прискорення, полювання змії на гризунів закінчувалося успіхом лише в половині випадків – у 50% випадків стрибуни встигли зреагувати на стрибок змії та врятуватися, використовуючи своєрідні «пружини» у своїх ногах. У деяких випадках цього навіть не знадобилося, оскільки змія помилилася з розрахунком «балістики» стрибка і не долетіла до стрибуна.

Як пояснює Хігхем, еволюційна «гонка озброєнь» змусила стрибунів навчитися запасати потенційну енергію у своїх сухожиллях та вивільняти її у критичних ситуаціях. Коли змія стрибає на гризуна, стрибун несподівано підстрибує на велику висоту, і гадюка пролітає через те місце, де він стояв 30 мілісекунд тому.

Найближчим часом автори статті планують провести схожі експерименти за участю інших гадюк та гризунів, які покажуть, чи є гримуча змія рекордсменом за швидкістю руху та прискорення, чи має гідних конкурентів серед її родичів.

МОСКВА, 13 січ - РІА Новини. Біологи вперше точно виміряли швидкість, з якою гадюка чи гримуча змія викидає голову та кусає жертву. Змія розганяється до 100 кілометрів на годину лише за 79 мілісекунд, стверджує журнал Scientific Reports.

"У природі всі зіткнення між хижаками і жертвами носять унікальний характер - вони набагато різноманітніші за те, що ми можемо побачити при їх взаємодії в лабораторії. Сучасні технології дозволили нам зрозуміти, що саме визначає успішне полювання або втечу від хижака, і наблизитися до розкриття еволюційних факторів. , що рушать хижаками та їх жертвами", - розповів Тімоті Хігхем (Timothy Higham) з університету Каліфорнії в Ріверсайді.

Ще з Середніх віків і навіть більш ранніх епох гадюки, гримучі змії та інші представники сімейства Viperidae вважаються символом блискавичної реакції, надвисокої швидкості та майже гарантованої точності атаки жертви.

Всі ці змії полюють на дрібних ссавців та рептилій із засідки, вистрибуючи з величезною швидкістю, розкривши пащу на 180 градусів і буквально "вбиваючи" свої ікла в тіло жертви. Хігхем та його колеги вирішили детально вивчити цей процес, відправившись у пустелю Мохаве на південному заході США, де у багатьох живуть гримучі змії.

Вчений: мова хамелеона розганяється до "сотні" за соту частку секундиМова мікрохамелеонів виявилася одним із найшвидших і найсильніших об'єктів живого світу – вона розганяється до 100 км на годину за соту частку секунди, переживає навантаження у 260 прискорень вільного падіння та виробляє приблизно 14 кіловат енергії на кілограм маси.

Розставивши фотопастки, вчені підключили їх до комп'ютера і централізовано стежили за полюванням змій, улюбленою жертвою яких є американські кенгурові стрибуни (Dipodomys merriami) - великі гризуни, схожі на тушканчиків і пересуваються по пісках у тій же манері, що "стрибає".

Для зйомки змій вчені використовували високошвидкісні інфрачервоні камери, здатні отримувати 500 кадрів за секунду у тривимірному форматі, а також спеціальні системи теплового підсвічування.

Спостереження одразу розвіяли один із міфів: виявилося, що змії досить часто промахуються, перелітаючи чи не долітаючи до гризуна, особливо якщо йому вдалося в останній момент помітити хижака. З іншого боку, виявилося, що змії справді рухаються дуже швидко.


Вчені розвіяли міф про існування "гадюк, що співають" в АмериціМіфічні "співуючі" гадюки, про існування яких часто говорять жителі Латинська Америка, насправді є дерев'яними жабами, квакаючи всередині дупел на деревах.

У середньому змія кусає гризуна вже через 60-70 мілісекунд після того, як той опиняється в радіусі кидка. За цей час голова змії пролітає близько 12-16 сантиметрів, рухаючись зі швидкістю три з половиною метри за секунду і прискорюючи свій рух на 170-506 метрів за секунду. Це відповідає перевантаженню в 50g - максиму, який може пережити людина - і приблизно дорівнює швидкості спрацьовування подушки безпеки в машині.

Незважаючи на такі значні швидкості і прискорення, полювання змій на гризунів закінчувалося успіхом лише в половині випадків - в інших стрибуни встигали зреагувати на кидок змії і врятуватися, використовуючи м'язові "пружини" в ногах. У деяких випадках не потрібно навіть цього, оскільки змія помилялася з розрахунком "балістики" кидка і промахувалася.

Як пояснює Хігхем, еволюційна "перегонка озброєнь" змусила стрибунів навчитися запасати енергію в сухожиллях та різко вивільняти її у критичних ситуаціях. Коли змія кидається на гризуна, той стрімко підстрибує на велику висоту, і гадюка пролітає через те місце, де він стояв 30 мілісекунд тому.

Коли якась подія відбувається надто швидко, ми говоримо, що й оком не встигли моргнути. Людина моргає за 202 мс, кидок гримучої змії триває трохи більше 90 мс. Довгий частехаського гримучника Crotalus atrox- гордість та улюблений об'єкт дослідження американських біологів – вважали чемпіоном з блискавичності кидка. Така думка склалася ще в XIX столітті, хоча з того часу ніхто не спромігся її перевірити. У 1954 році швидкість кидка гримучих змій виміряли, використовуючи високошвидкісну фотозйомку, і виявилося, що вона дещо нижча, ніж вважали, але першість цих рептилій, як і раніше, не заперечували, поки не втрутився випадок.

Доцент університету Луїзіани Бред Мун дав своєму аспіранту Девіду Пеннінг завдання визначити залежність швидкості кидка змії від її розміру. Аспірант взявся до справи (допомагав йому студент Бакстер Соувел) і виявив дивовижну річ: у сірих лазів. Pantherophis obsoletus, з якими працювали молоді герпетологи, швидкість кидка виявилася не меншою, ніж у гримучої змії. Спочатку Пеннінг вирішив, що помилився і багато разів перевірив розрахунки. Переконавшись, що помилки немає, дослідники розпочали цілеспрямовані експерименти, в яких окрім 14 хижих, але неотруйних полозів взяли участь представники сімейства гадюкових: 6 водяних щитомордників. Agkistrodon piscivorusі 12 техаських гримучників ( Biology Letters, 2016, 20160011, doi: 10.1098/rsbl.2016.0011).

Для вимірювань рептилію поміщали в тераріум з масштабною сіткою, куди на дерев'яному стрижні всували набиту м'яку рукавичку. Змія на цю рукавичку кидалася, а дослідники знімали все, що відбувається на відеокамеру, що робила 250 кадрів на секунду. Кожну змію змусили зробити від чотирьох до восьми кидків. На підставі відеозаписів розрахували відстань між мордою змії та мішенню перед нападом, тривалість кидка, максимальна швидкістьта прискорення. Результати розрахунків представлені у таблиці. Для порівняння дослідники додали до неї літературні дані про інших представників сімейства гадюкових. З таблиці випливає, що сірий полоз нападає швидше за багатьох отруйних змій.

Параметри зміїного кидка

Вид Прискорення, м/с 2 Швидкість, м/с Відстань, см Тривалість, мс
Сірий полоз, що лазить Pantherophis obsoletus 191 2,7 17 75
Водяний щитомордник Agkistrodon piscivorus 175 3,1 14 66
Техаський гримучник Crotalus atrox 157 2,7 11 69
Шумлива гадюка Bitis arietans 72 2,6 21 87
Ботропс Bothrops sp. - 1,23 12,6 81
Щитомордник шеньдао Gloydius shedaoensis - 1,32 13 -
Білогуба куфія Trimeresurus albolabris 62,1 1,52 12 85

Всі три досліджені види полюють на дрібних, юрких ссавців і страждають від нападу хижаків: зміями не проти поживитися єноти, червонохвості яструби, лисиці та койоти. Щоб прогодуватися та вціліти, ці змії мають діяти дуже швидко. Не дивно, що параметри кидка у них подібні, тільки техаські гримучники нападають з більш близької відстані. Максимальні значення швидкості при атаці склали від 2,1 до 3,53 м/с, а прискорення від 98 до 279 м/с 2 .

Якщо змія промахнулася, вона не переслідує видобуток, їй вигідніше кусати жертву, поки та ще не кинулась тікати. Для активізації скелетних м'язівссавцеві потрібно від 14 до 151 мс, щоб зробити помітний рух - щонайменше 60-395 мс. Тих 50-90 мс, які змія витрачає на кидок, їй має вистачити для атаки: звір ще нічого зрозуміти до ладу не встиг, а його вже вкусили. Однак у природних умоввсе складніше, ніж в експериментальному тераріумі, і зміїне полювання далеко не таке результативне, як випливає з теоретичних викладок. Полозу або гримучнику часто доводиться кидатися на тварину, яка вже почала рухатися, і наздогнати її вдається завдяки прискоренню, яке змія при цьому розвиває. Саме величина цього прискорення, а не той факт, що сірий полоз за швидкістю атаки не поступається гримучим зміям, і становить найбільший інтерес.

Максимальні прискорення, які дослідники спостерігали в ході експериментів, - 274 м/с 2 у полозу та 279 м/с 2 у гримучника, - приблизно на порядок більше, ніж прискорення, яке розвиває в стрибку чорнохвостий заєць, і на 30% більше, ніж у кенгурового щура, у якого, можливо, така реакція сформувалася під час еволюції якраз під загрозою зміїного нападу.

Дивовижна не тільки здатність змії так розігнатися, а й її вражаюча витривалість. Люди таких перевантажень не витримують. Пілоти реактивних винищувачів, що злітають з борту авіаносців, зазнають прискорень 27–49 м/с 2 . Не маючи спеціального костюма, вони непритомніють при прискореннях трохи вище 50 м/с 2 . Навіть у спеціальному антигравітаційному костюмі пілоти не можуть стати зі становища сидячи при прискоренні 30 м/с 2 і не в змозі поворухнути кінцівками при 78 м/с 2 . У змій скафандра немає, їхня голова досить далеко від серця, що ускладнює кровопостачання, при такому прискоренні приплив крові до мозку може припинитися повністю, але змій, очевидно, рятує мала тривалість кидка.

У Останніми рокамизміїні атаки привертають увагу багатьох дослідників. Вони з'ясовують, активність яких м'язів дозволяє досить важким зміям з такою швидкістю кидатися на ціль, як впливає на них швидке гальмування в кінці атаки і неминуче зіткнення з жертвою. Виявилося, що швидкість кидка визначає багато, але не все. Важливо ще атакувати під певним кутом і вчасно закрити пащу ( Journal of Experimental Zoology A, 2005, 303A, 476-488, doi: 10.1002/jez.a.179). Водяний щитомордник, який веде напівводний спосіб життя та полює як на рибу, так і на дрібних гризунів, успішніше діє на суші, хоча швидкісні показники атаки в обох середовищах однакові - максимальне прискорення досягало приблизно 75 м/с 2 . А різниця полягає в тому, що на землі змія при атаці набагато вище піднімає голову, ширше розорює рота і швидше його захлопує.

Змії все-таки дивовижні істоти. Виявляється, ми не дуже добре їх вивчили. Комусь цікавіше здадуться особливості поведінки, які змій зробили такими успішними мисливцями, а комусь їх здатність без видимих ​​наслідків витримувати жахливі навантаження.

На читання 3 хв. Перегляди 4.1k. Опубліковано 14 жовтня, 2014

Найбільша у світі змія
Сітчастий пітон. 12,2м.
Ймовірно, є найдовшою змією у світі. Найбільші особини номінативного підвиду можуть досягати завдовжки 10 м і більше. Однак частіше зустрічаються особини довжиною 4-8 м. Рекордний екземпляр сітчастого пітона, який жив в одному із зоопарків, за непідтвердженими даними досягав у довжину 12,2 м.

Найменша змія у світі.
Барбадоська вузька змія.
На сьогоднішній день найбільший зразок цього виду ледве досягає 10,4 см. Харчуються ці змії виключно термітами та личинками мурах. Живуть лише один сезон – від весни до осені. Одна самка змії відкладає, як правило, одне велике яйце, з якого наступної весни з'являється потомство. Що цікаво, новонароджена змійка досягає майже половини довжини матері, на відміну від великих змій, у яких розміри дітей дорівнюють приблизно однієї десятої довжини тіла батьків. Розміри дитинчати барбадоської вузької змії обумовлені граничними умовами виживання.

Найотруйніша змія.
Тасманійська тигрова змія.
Тут може виникнути багато суперечок, але за рівнем агресивності, токсичності отрути та швидкості настання смерті тигрова змія лідер серед отруйних змій. Мешкає на острові Тасманія.

Найагресивніша змія.
Жовтобрюхий полоз.
Жовтобрюхий полоз досить велика зміяУ довжину вона досягає двох метрів, і вважається найагресивнішою не тільки в Європі, але і в усьому світі. При зустрічі з людиною вона навіть не намагається втекти, а навпаки, сама кидається в атаку. Досить великі екземпляри можуть робити стрибки до 1 метра, при цьому прийнявши загрозливу позу, і голосно шиплячи кидатися прямо в обличчя ворога. Тішить одне-він не отруйний!

Найпоширеніша змія.
Гадюка звичайна.
А ось і змійка, яку довелося зустріти напевно кожному. І вона теж у нашому топі як найпоширеніша на планеті!

Найбільша отруйна змія.
Королівська кобра.
Вона мешкає в Індії та Індокитаї. Довжина цих плазунів може сягати 5,5 метрів. Вони дуже часто мешкають поруч із людиною, причиною чого стала вирубка тропічних лісів. Харчується кобра, як не дивно, іншими видами змій. Трапляються випадки, що вона може нападати на них, коли ті вже полюють на видобуток.

Найменша отруйна змія.
Африканські гадюки.
Мешкає вона узбережжя Намібії в піщаних дюнах. Її довжина в середньому становить 20-23 см. У неї дуже незвичайний спосіб полювання, змія закопується в пісок, при цьому назовні стирчать лише очі та кінчик хвоста, який є приманкою. Необхідну вологу ці рептилії одержують зі своїх жертв. Вони також злизують із себе конденсат, що дозволяє їм вижити в таких суворих умовах без води

Найтонша змія.
Звичайна ременеподібна.
Її довжина 2 метри, товщина при цьому 1-2 см. Виглядає змія досить незвично - голова набагато більша, ніж тіло. Мешкають вони виключно на деревах і харчуються равликами та слимаками. Їхня зброя для полювання – загострені ікла безпечні для людини.

Найшвидша змія.
Чорна мамба.Втекти від цієї змії практично неможливо, її швидкість в середньому 11 кілометрів на годину, а на рівній місцевості, при коротких кидках, швидкість може досягати 16-19 км/год.

Найотруйніша морська змія.
Морська змія Белчер. При одному укусі виділяється отрута може викликати летальний кінецьу 250 тис мишей.