Почему змеи щелкают языками? Наука за жутким движением

Многие люди думают, что раздвоенный язык змеи жуткий. Время от времени змея быстро размахивает им, а затем втягивает. Теории, объясняющие раздвоенные языки змей, существуют уже тысячи лет. Аристотель рассуждал, что это дало змеям «двойное удовольствие от наслаждений, их вкусовые ощущения как бы удвоились».

Итальянский астроном Джованни Ходьерна считал, что змеиные языки предназначены для очистки грязи от носа. Некоторые писатели 17-го века утверждали, что наблюдали, как змеи ловят мух или других животных между вилками своих языков, используя их как щипцы. Даже сегодня распространен миф о том, что змеи могут жалить вас своими языками. Но ни одна из этих гипотез не является вероятной.

Читайте также: «Гигантская» ловушка для змей - это круто, но есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд

Большинство животных с языками используют их для дегустации, для очистки себя или других или для захвата или манипулирования своей добычей. Некоторые, включая людей, также используют их, чтобы издавать звуки. Змеи не используют свои языки для каких-либо из этих вещей. В течение последних 20 лет Курт Швенк, биолог-эволюционист из Университета Коннектикута, работал над пониманием функции змеиных языков, и «обоняние» является наиболее близким описанием того, что змеи делают со своими языками.

Языки, которые пахнут

Змеи используют свои языки для сбора химикатов из воздуха или земли. Язык не имеет рецепторов на вкус или запах. Вместо этого эти рецепторы находятся в vomeronasal, или Органе Якобсона, который находится в верхней части рта. Попадая внутрь органа Якобсона, различные химические вещества вызывают различные электрические сигналы, которые передаются в мозг.

Когда-то считалось, что язык доставляет химические вещества непосредственно к органу Якобсона, потому что и орган, и пути, ведущие к нему, соединены, как кончики языка. Но рентгеновские фильмы показали, что язык не движется внутри закрытого рта; он просто наносит собранные химические вещества на прокладки на полу рта, когда рот закрывается.

Скорее всего, эти прокладки доставляют отобранные молекулы к входу в орган Якобсона, когда пол рта приподнят, чтобы войти в контакт с крышей после легкого щелчка. Это подтверждается тем, что у гекконов, сцинков и других ящериц не хватает глубоко раздвоенных языков, но они по-прежнему доставляют химические вещества в свои вомероназальные органы.

Пахнуть в 3D

Поскольку змея разветвляется, язык змеи может собирать химическую информацию из двух разных мест одновременно, хотя и в местах, достаточно близких по человеческим меркам. Когда змеи разводят кончики языков друг от друга, расстояние может быть вдвое больше их головы. Это важно, потому что это позволяет им обнаруживать химические градиенты в окружающей среде, что дает им чувство направления - другими словами, змеи используют свои раздвоенные языки, чтобы помочь им чувствовать запах в трех измерениях. Таким образом, совы используют свои асимметричные уши для обнаружения звука в трех измерениях.

Змеи и совы используют аналогичные нейронные схемы для сравнения силы сигнала, поступающего с каждой стороны тела, и определения направления, откуда исходит запах или звук. Люди делают это и со слухом, но не так эффективно.

Это позволяет змеям следовать по следам, оставленным их добычей или потенциальными товарищами. В 1930-х годах, до того как руководящие принципы этического использования животных в исследованиях были такими строгими, немецкий биолог Херман Кахманн экспериментально удалил раздвоенную часть языков змей и обнаружил, что они все еще могут реагировать на запахи, но что они потеряли способность следовать следы аромата. Эти результаты были уточнены и подтверждены в течение 1970-х годов.

Нюхает секс

В 1980-х годах биолог змеи Нил Форд из Университета Техаса в Тайлере наблюдал, как змеи-самцы подвязки использовали свои языки, когда они следовали за следами феромонов, оставленными женщинами. Он обнаружил, что если оба кончика языка змеи-самца попадают в ширину тропы, змея продолжает скользить прямо вперед. Однако, когда один или другой наконечник упал за край тропы, змея повернула голову от этого наконечника и вернулась к тропе с феромонами, и его тело последовало за ним.

Следование этому простому правилу позволяло змеям вести себя по следу следа, который был точным и направленным Если бы оба кончика языка когда-либо касались земли за пределами следа, самец останавливался и качал головой взад-вперед, покачивая языком, пока он не переместил след.

Эколог Змеи Чак Смит из Колледжа Уоффорда нашел доказательства того, что у мужчин с медными головами более длинные, более раздвоенные языки, чем у женщин, что, по-видимому, повышает их способность находить партнеров. Хотя половой диморфизм - когда один пол заметно отличается от другого - редко встречается у змей, различия в размерах языка, вероятно, присутствуют и у других видов.

Отслеживание аромата, вероятно, также весьма полезно для змей, выслеживающих добычу, в том числе для сидячих и ждущих хищников, таких как гадюки, которые выработали вонючие, но нетоксичные компоненты яда, чтобы помочь им переместить свою укушенную и зараженную добычей добычу.

Следуя по следу ароматов, змеи просто касаются кончиками языка земли, чтобы собрать химическую информацию, лежащую там. Но змеи могут также использовать другой тип щелчка языка для отбора проб химических веществ, находящихся в воздухе.

Смотрите также: Эти карты показывают, как миллионы людей уязвимы для смертельных укусов змей

Змеи часто машут языком в воздухе, не соприкасаясь с чем-либо. Язык создает воздушные вихри, например, образующиеся в воде за лодкой. Эти вихри отклоняются от лодки, поскольку они формируются. Билл Райерсон, студент из лаборатории Швенк, обнаружил, что вихри, создаваемые в воздухе змеиными языками, обладают особым свойством - они не уносятся прочь, а остаются в непосредственной близости от языка, где их можно многократно отбирать, как языковые юбки. часть каждого вихря, где скорость воздуха самая высокая.

Колеблющиеся щелчки языка уникальны для змей. Они позволяют змеям отбирать в 100 раз больше воздуха, чем простое расширение языка вниз. Затем язык передает эти молекулы в орган Якобсона через пол рта. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что самцы-копперхеды могут также находить и следовать за самками, используя колебательные движения языка, чтобы обнаружить находящиеся в воздухе феромоны, хотя детали того, как они определяют направление с помощью таких рассеянных и преходящих запахов, до сих пор плохо изучены.

Эта статья была первоначально опубликована на разговор Эндрю Дюрсо. Прочитайте оригинальную статью здесь.