Немного об анатомии и биологии змей

Немного об анатомии и биологии змей

Древесная гадюка Ваглера (Tropidolaemus wagleri)

Движения позвонков, ребер, мышц и щитков строго координированы; они происходят в горизонтальной плоскости. Приподнятая голова змеи опускается на землю, затем подтягивается петля передней трети тела; лотом змея опять переносит голову вперед, чтобы снова опереться ею о землю, совершить очередное поступательное движение и подтянуть за собой все тело. До тех пор, пока змея не получит точки опоры, она не в состоянии передвигаться. Змея не сможет двигаться по гладкой поверхности стекла, поскольку поперечные щитки будут лишь скользить по нему.

Если проследить за змеей во время просвечивания ее рентгеновскими лучами, можно убедиться в том, насколько сложны координированные движения ее скелета. Позвоночник легко изгибается в любом направлении и благодаря этому тело змеи может то свертываться кольцом, то приподниматься почти на треть своей длины над землей, то с невероятной быстротой устремляться вперед.

У змей нет подвижных век. Прозрачные и сросшиеся вместе веки защищают глаза от повреждения наподобие часового стеклышка. Ведь голова змеи расположена всегда так близко к земле, что без таких природных очков глаза были бы под постоянной угрозой механического повреждения.

Среднее ухо и барабанная перепонка у змей атрофированы, поэтому они глухи в нашем понимании этого слова. Очевидно, при тесном соприкосновении с землей змеи воспринимают телом разнообразные колебания, в том числе и звуковые. Земля — источник колебаний, а брюхо змеи — чувствительнейшая мембрана, воспринимающая их.

Функция языка у змей тоже очень необычна — это орган осязания и обоняния, отсюда и своеобразная форма языка — раздвоенного в виде рогатки. Раздвоенный кончик языка — это тончайший инструмент для улавливания самых разнообразных запахов. «Поймав» частицы веществ, растворенных в воздухе, кончики языка переносят их к чувствительному анализатору, так называемому органу Якобсона, расположенному в верхнем небе ротовой полости.

У некоторых гадюк и гремучих змей был обнаружен удивительный орган, предназначенный для ориентации в темноте. Более двухсот лет ученые решали заданную природой головоломку, пытаясь установить, какую роль в жизни змей играют загадочные парные лицевые ямки. Проведенные анатомами тридцать лет назад тщательные исследования показали, что лицевые ямки гремучих змей не связаны непосредственно ни с ушами, ни с глазами, ни с какими-либо другими соседними с ними органами. Они представляют собой небольшие углубления в верхней челюсти. Каждая ямка на некоторой глубине от входного отверстия разделена поперечной мембраной, перегораживающей ее на две камеры — наружную и внутреннюю. Наружная лежит впереди и открывается широким воронкообразным отверстием на коже, между глазом и ноздрей, прилегая к слуховой области. Внутренняя камера, лежащая позади наружной, казалась полностью замкнутой. Лишь позднее удалось заметить, что камера сообщается с внешней средой узким длинным каналом, открывающимся на поверхности кожи около переднего угла глаза почти микроскопической порой. Однако размеры этой поры по мере надобности могут, по-видимому, значительно увеличиваться, так как отверстие снабжено кольцевой замыкающей мускулатурой. Перегородка, разделяющая обе камеры, имеет толщину всего 0,025 мм. Густые переплетения нервных окончаний пронизывают ее во всех направлениях. Ученые пришли к выводу, что лицевые ямки — это органы чувств. Но каких именно, оставалось неясным.

В 1937 г. два американских ученых — Д. Нобл и А. Шмидт опубликовали результаты своих исследований, в которых сообщали итоги многолетних опытов. Им удалось установить, что лицевые ямки представляют собой не что иное, как термолокаторы! Эти органы чувств способны улавливать тепловые лучи и определять по их направлению местонахождение любого нагретого тела, испускающего лучи. Ученые экспериментировали с гремучими змеями, искусственно лишенными всех известных науке органов чувств. К змее подносили обернутую черной бумагой электрическую лампочку. Пока лампа была холодной, змея не обращала на нее никакого внимания. Но если лампочка нагревалась — змея это сразу чувствовала. Она поднимала голову, настораживалась. Лампочку приближали повторно, и змея делала молниеносный бросок, чтобы укусить теплую «жертву». Искусственно ослепленная змея не видела лампы, но делала попытку кусать точно, без промаха.


Экспериментаторы установили, что змея обнаруживает при помощи «анатомического термостата» предметы, температура которых равна 0,003°, если их приблизить к самой голове. Более теплые предметы она в состоянии обнаружить на расстоянии до 35 см. В холодной комнате термолокаторы змеи становятся более точными, поскольку они приспособлены главным образом для ночной охоты. С их помощью змея разыскивает мелких теплокровных зверьков и птиц.

В этих опытах показателем того, что змея обнаружила теплую лампочку, служил ее бросок. Но ведь змея еще до того, как бросалась в атаку, уже чувствовала приближение теплого предмета. Следовательно, нужно было отыскать какие-то другие, более точные признаки, по которым можно судить о тонкости термолокационного чувства змеи. С этой целью американские физиологи Т. Буллок и Р. Каулс в 1952 г. провели дополнительные эксперименты. Сигналом, оповещающим о том, что предмет обнаружен термолокатором змеи, они выбрали не бросок змеи, а изменение биотоков в нерве лицевой ямки.

Известно, что все процессы возбуждения в организме животных и человека сопровождаются возникающими в мышцах и нервах слабыми электрическими токами. Напряжение их чрезвычайно невелико: лишь сотые доли вольта. Эти биотокн нетрудно обнаружить при помощи тончайших электроизмерительных приборов.

Т. Буллок и Р. Каулс одурманивали змей небольшой дозой яда кураре. После этого они изолировали от мышц и других тканей один из нервов, разветвляющихся в мембране ямки, и соединяли его с прибором. Затем лицевые ямки подвергались различным воздействиям: их освещали светом, лишенным инфракрасных лучей, подносили вплотную сильно пахнущие вещества, раздражали громким звуком, вибрацией, щипками. Во всех случаях нерв не реагировал: биотоки в нем не возникали. Но стоило лишь приблизить к голове змеи нагретый предмет, даже человеческую руку, как в нерве возникало возбуждение — прибор отмечал появление биотоков. Нерв возбуждается в еще большей степени при освещении его инфракрасными лучами. Наибольшую реакцию нерва вызвали длинноволновые инфракрасные лучи порядка 0,01—0,015 мм, т. е. несущие максимум тепловой энергии, излучаемой телом теплокровных животных.

Оказалось также, что термолокаторы гремучих змей способны обнаруживать не только более теплые, но и более холодные, чем окружающий воздух, предметы. Важно, чтобы температура любого предмета была хотя бы на несколько десятых долей градуса выше или ниже окружающего воздуха. Воронкообразные отверстия лицевых ямок направлены вперед и поэтому зона действия термолокатора расположена впереди головы змеи. Вверх от горизонтали она занимает сектор в 45°, а вниз — 35°. Вправо и влево от продольной оси тела змеи поле действия термолокатора ограничено углом в 10°.

Термолокаторы змеи действуют по принципу своеобразного термоэлемента. Тончайшая мембрана, разделяющая две камеры лицевой ямки, подвергается с двух сторон воздействию разных температур. Внутренняя камера сообщается с внешней средой узким каналом. Поэтому во внутренней камере сохраняется температура окружающего воздуха. Наружная камера своим широким отверстием — теплоуловителем — направлена в сторону исследуемого объекта. Тепловые лучи, которые он испускает, нагревают переднюю стенку мембраны. При разности температур на внутренней и наружной поверхности мембраны, одновременно воспринимаемых нервами, в мозгу возникает ощущение излучающего тепловую энергию предмета.

Подобные органы термолокация были обнаружены не только у гремучих змей, но и у питонов и удавов. У них они имеют вид небольших ямок на губах. У африканской, персидской и некоторых других видов гадюк маленькие ямки, расположенные над ноздрями, служат, очевидно, для тех же целей. Термолокатор змей — еще один пример из многих удивительных приспособлений живого организма к окружающей среде, возникших в процессе эволюции.

Страницы 1 | 2 |