зміїне прискорення

Зміїне прискорення

Н. Аніна
"Хімія і життя" №8, 2016

Сірий лазающий полоз Pantherophis obsoletus

Коли якась подія відбувається занадто швидко, ми говоримо, що і оком не встигли моргнути. Людина моргає за 202 мс, кидок гримучої змії триває не більше 90 мс. Довгий час техаського гремучника Crotalus atrox – гордість і улюблений об'єкт дослідження американських біологів – вважали чемпіоном по блискавичній кидка. Таку думку склалося ще в XIX столітті, хоча з тих пір ніхто не спромігся його перевірити. У 1954 році швидкість кидка гримучих змій виміряли, використовуючи високошвидкісну фотозйомку, і виявилося, що вона трохи нижче, ніж вважали, але першість цих рептилій як і раніше не заперечували, поки не втрутився випадок.

Сірий полоз (зверху) Нападає так само стрімко, як і техаський гремучник (знизу)

Доцент університету Луїзіани Бред Мун дав своєму аспіранту Девіду Пеннінга завдання визначити залежність швидкості кидка змії від її розміру. Аспірант взявся за справу (допомагав йому студент Бакстер Соувел) і виявив дивовижну річ: у сірих лазающих полозів Pantherophis obsoletus, З якими працювали молоді герпетологи, швидкість кидка виявилася не менше, ніж у гримучої змії.Спочатку Пеннінга вирішив, що помилився, і багаторазово перевірив розрахунки. Переконавшись, що помилки немає, дослідники почали цілеспрямовані експерименти, в яких крім 14 хижих, але неотруйних полозів взяли участь представники сімейства гадюкових: 6 водяних щитомордников Agkistrodon piscivorus і 12 техаських гремучников (Biology Letters, 2016, 20160011, doi: 10.1098 / rsbl.2016.0011).

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

Параметри зміїного кидка

видПрискорення, м / с2Швидкість, м / сВідстань, смТривалість, мс
Сірий лазающий полоз Pantherophis obsoletus1912,71775
водяний щитомордник Agkistrodon piscivorus1753,11466
Техаський гремучник Crotalus atrox1572,71169
гадюка шумлива Bitis arietans722,62187
Ботропс Bothrops sp.1,2312,681
щитомордник шеньдао Gloydius shedaoensis1,3213
Белогуб куфия Trimeresurus albolabris62,11,521285

Всі три досліджених виду полюють на дрібних, вертких ссавців і страждають від нападу хижаків: зміями не проти поживитися єноти, краснохвостие яструби, лисиці і койоти. Щоб прогодуватися і вижити, ці змії повинні діяти дуже швидко. Не дивно, що параметри кидка у них подібні, тільки техаські гремучник 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 / с2.

Якщо змія промахнулася, вона не переслідує здобич, їй вигідніше кусати жертву, поки та ще не кинулася бігти. Для активізації скелетних м'язів ссавцю потрібно від 14 до 151 мс, щоб зробити помітний рух – щонайменше 60-395 мс. Тих 50-90 мс, які змія витрачає на кидок, їй повинно вистачити для атаки: звір ще нічого зрозуміти толком не встиг, а його вже вкусили. Однак в природних умовах все складніше, ніж в експериментальному тераріумі, і зміїна полювання далеко не так результативна, як випливає з теоретичних викладок.Полозу або гремучник часто доводиться кидатися на тварину, яка вже почало рухатися, і наздогнати його вдається завдяки прискоренню, яке змія при цьому розвиває. Саме величина цього прискорення, а не той факт, що сірий полоз по швидкості атаки не поступається гримучим зміям, і становить найбільший інтерес.

Максимальні прискорення, які дослідники спостерігали в ході експериментів, – 274 м / с2 у полоза і 279 м / с2 у гремучника, – приблизно на порядок більше, ніж прискорення, яке розвиває в стрибку чорнохвостий заєць, і на 30% більше, ніж у кенгурові щури, у якій, можливо, така реакція сформувалася в ході еволюції як раз під загрозою зміїного нападу.

Дивна не тільки здатність змії так розігнатися, але і її вражаюча витривалість. Люди подібних перевантажень не витримують. Пілоти реактивних винищувачів, які злітають з борта авіаносців, відчувають прискорення 27-49 м / с2. Не маючи спеціального костюма, вони втрачають свідомість при прискореннях трохи вище 50 м / с2. Навіть в спеціальному антигравітаційному костюмі пілоти не можуть встати з положення сидячи при прискоренні 30 м / с2 і не в змозі поворухнути кінцівками при 78 м / с2. У змій скафандра немає, їх голова досить далеко від серця, що ускладнює кровопостачання, при такому прискоренні приплив крові до мозку може припинитися повністю, але змій, очевидно, рятує мінімальна тривалість кидка.

Сірий лазающий полоз кусає рукавичку

В останні роки зміїні атаки привертають увагу багатьох дослідників. Вони з'ясовують, активність яких м'язів дозволяє досить важким зміям з такою швидкістю кидатися на мішень, як впливає на них швидке гальмування в кінці атаки і неминуче зіткнення з жертвою. Виявилося, до речі, що швидкість кидка визначає багато, але не всі. 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 і 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 / с2. А різниця полягає в тому, що на землі змія при атаці набагато вище піднімає голову, ширше відкриває рот і швидше його зачинив.

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


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: