чем гремит гремучая змея
Хвост гремучей змеи
Перед вами внутреннее устройство погремка гремучей змеи. Именно эта замысловатая структура издает весьма характерный зловещий треск, заставляющий человека немедленно посмотреть под ноги и удалиться как можно скорее от источника звука. И не зря: эти змеи относятся к ядовитому подсемейству ямкоголовых (Crotalinae) семейства гадюковых (Viperidae). Только два рода ямкоголовых обладают такой перкуссией — карликовые гремучники (Sistrurus) и настоящие гремучники (Crotalus), обитающие в Новом Свете. Первое насчитывает три вида, второе — 48 видов.
Это образование на хвосте напоминает погремушку или мексиканский маракас, однако устроено принципиально иначе. Основу погремка змеи составляют подвижные чашеобразные сегменты, вложенные друг в друга наподобие конструктора. Они построены из белка кератина, как наши волосы и ногти. Один сегмент удерживается другим благодаря трехлопастной структуре из трех роговых колец, когда нижнее кольцо обхватывает среднее кольцо предыдущего сочленения. Звук получается за счет трения колец друг о друга при вибрации кончика хвоста.
Погремок западного гремучника (Crotalus oreganus), указан порядок образования сегментов. Birth button — самый первый сегмент, формирующийся новый сегмент (черный) у основания хвоста еще содержит живые ткани. Фото с сайта eyncrattlesnakes.com
Проксимальный сегмент (ближний к телу) погремка держится на так называемом костном «стиле» (style) на конце позвоночника. Эта кость состоит из сплющенных, расширенных и сросшихся хвостовых позвонков, от трёх до восьми. Они покрыты фиброзной соединительной тканью, богатой сосудами и разделенной сужениями на три последовательно уменьшающиеся части. Верхний эпидермальный слой, способный к кератинизации, и является матриксом образующихся сегментов.
Приращение очередного сегмента погремка происходит при линьке. Когда приближается время очередной смены кожи, новый членик трещотки сдвигается с матрикса под старым. Но последний, вместо того чтобы слезть вместе с остальной кожей, удерживается задней выпуклостью конца хвоста, образуя первое свободное сочленение погремка. Таким образом, самый старый сегмент всегда находится наверху.
Скелет гремучей змеи со стилем. A — полный скелет техасского гремучника (Crotalus atrox), на котором видно размер стиля относительно тела и его стреловидную форму. B — хвостовая часть скелета с целым погремком, видно, что стиль полностью скрыт под основанием кератиновой структуры. C — стиль чернохвостого гремучника (Crotalus molossus). Фотографии из статьи J. M. Meik, G. W. Schuett, 2016. Structure, Ontogeny, and Evolutionary Development of the Rattlesnake Rattle
Новорожденный детеныш гремучей змеи рождается с зачатком первого сегмента, который находится под защитным колпачком, развившимся из простой конической чешуи (этот сегмент гомологичен самому кончику кожи хвоста у других змей).
Зачаток погремка на хвосте новорожденного западного гремучника (Crotalus oreganus helleri), которому всего час от роду, и он еще находится в амниотической оболочке. Фото © Michael D. Cardwell с сайта eyncrattlesnakes.com
Колпачок держится в течение примерно недели, до первой линьки, после чего сползает вместе с остальной сброшенной кожей, обнажая первый постоянный сегмент.
Слева — кончик хвоста недельного пятнистого гремучника (Crotalus mitchelli pyrrhus), на фотографии видно заново сформированный зачаток погремка внутри защитного колпачка, который сойдет вместе с остальной кожей через несколько дней. Справа — выползок (сброшенная кожа) от первой линьки западного гремучника (Crotalus atrox) с нетронутым вывернутым неонатальным «колпачком», прикрывавшим первый сегмент погремка. Фото © Michael D. Cardwell с сайта eyncrattlesnakes.com
Длина трещотки не связана напрямую с возрастом змеи, так как периодичность линьки зависит от темпа развития. Молодые особи интенсивно растут, поэтому линяют по несколько раз в год. У крупных взрослых экземпляров частота линьки становится реже, чем раз в год. Кроме того, кончик погремка со временем обламывается, истрепываясь о песок и камни. Максимальное зафиксированное число сегментов — 23 у западного гремучника.
Ученые метят гремучих змей, впрыскивая акриловую краску прямо в сухой сегмент погремка, делая возможным опознание особи на расстоянии. Фото © Michael D. Cardwell с сайта eyncrattlesnakes.com
Скорость, с которой трясется погремок, тоже впечатляет. Гремучие змеи издают непрерывный высокочастотный звук с частотой колебаний трещотки до 90 Гц. Трещотка движется так быстро, что кажется размазанной в воздухе. И трясти погремушкой змея способна часами, перемежая циклы сокращений-расслаблений мышечной порции всего в 10 г.
Замедленная съемка движений погремушки
Ученые пристально изучили мышцы, управляющие погремком, и выяснили, что они по строению скорее напоминают стридуляционные мышцы насекомых, чем обычную поперечно-полосатую мускулатуру позвоночных. Три пары хвостовых мышц представляют собой сильно специализированную ткань за счет меньшей миофибриллярной массы (20–30% против обычных 50%) и высокой плотности митохондрий на единицу объема (26% против 3% в мышцах игуаны). По этим показателям мышцы гремучей змеи лишь немного уступают мышцам колибри, управляющим полетом, и стридуляционной мускулатуре кузнечика. Сочетание этих параметров дает высокую скорость сокращений при уменьшении энергозатрат на каждое сокращение.
Микрофотография поперечного среза мышцы хвоста (А) и туловищных мышц (В) техасского гремучника (Crotalus atrox). На фотографии обозначены митохондрии (mt), саркоплазматический ретикулум (sr), миофибриллы (fi) и гранулы гликогена (gly). Видно, что в скелетных мышцах гораздо выше плотность мускульных волокон по сравнению с мышцами хвоста, где за счет снижения количества миофибрилл увеличивается объемная плотность митохондрий и саркоплазматического ретикулума. Длина масштабного отрезка — 1 мм. Фото из статьи P. Schaeffer et al, 1996. Structural correlates of speed and endurance in skeletal muscle: the rattlesnake tailshaker muscle
Несмотря на столь совершенный и эффективный механизм звукоизвлечения, гремучники отнюдь не стремятся часто им пользоваться. Они, как и многие другие змеи, — засадные хищники, и им совершенно ни к чему заранее извещать жертву о своем присутствии. Громкий звук нужен для того, чтобы отпугнуть потенциальную угрозу — крупного хищника или человека. Любая змея предпочтет, чтобы её оставили в покое, нежели вынудили кусаться, и лишь застигнутая врасплох или с отрезанным путем к отступлению змея использует все средства, чтобы напугать врага, или атакует. Но если можно избежать столкновения другим способом, например скрыться, то змея молча уползет, держа свой хвост на весу.
Видео, вдохновившее на написание картинки дня. В нем рассказывается о строении и функционировании погремка
Похожее поведение, связанное с вибрацией хвоста, замечено и у других ядовитых и неядовитых змей. Примечательно, что кончик хвоста таких видов чаще по-особенному окрашен или покрыт модифицированными чешуями, особенно у смертельных змей (Acanthophis).
Гремучая змея: Погремушка великой Боли!
Гремучая змея – одно из тех животных, которых смело можно назвать трагически непонятыми. Выбивая трескучие дроби своими «маракасами», змейки вовсе не извещают о том, что вечеринка началась и сейчас кого-то укусят, а используют все возможные способы, чтобы дать понять: «Иди с миром, прохожий, и не мешай думать о вечности символу мудрости».
Как выглядит гремучая змея
Гремучая змея – это скорее литературное описание, нежели научный термин. Погремушка или, как говорят серпентологи, «погремок», непременный атрибут представительниц двух родов обширного подсемейства ямкоголовых, входящих в хладнокровную семью гадюковых. Чтобы быть гремучей змеей не нужно иметь определенный окрас, вес и длину. Достаточно обзавестись кастаньетами на хвосте, и вы приняты!
Самая крупная змея, вступившая в общество гремучих, – ромбический или алмазный гремучник достигает 2,5 метров в длину и может весить целых 15 кг, а самые маленькие, такие как рогатый гремучник, как ни тянутся, редко когда перерастают отметку в полметра. Окраска у этих змей маскировочная, основная гамма цветов – консервативная. Черный, серый, коричневый, оливковый, сдержанный беж – ничего кричащего. Красный? Синий? Зеленый? Нет, не слышали. Вот темные пятна на светлом фоне – это можно.
Оглядываясь на таких разных соседок с погремушками, змея тем не менее видит, что у них много общего. Здесь и изящная треугольная голова, и прекрасные глаза с вертикальными кошачьими зрачками. Дамы-змеи могут обсудить все тяготы живорождения, а для общей беседы хорошие темы – термочувствительные ямки у глаз и удобнейший «шарнирный» механизм, позволяющий захлопывать пасть так, чтобы ядопроводящие зубы не свисали по бокам.
Из чего сделаны «погремушки»
Природа обожает изящные решения. Змеиный погремок – одно из них. Вырастить на хвосте у пресмыкающегося музыкальный инструмент очень просто – достаточно начать наращивать одну за одной крупные ороговевшие чешуйки, собирать их в конус и крепить не очень плотно и вскоре уже можно вдосталь пошуметь. По сути, погремушка сделана из такой же кератиновой ткани, что и человеческие ногти. Может быть поэтому некоторым ее звон напоминает скрежет когтей по стеклу, хотя другие говорят, что он похож на стрекот цикад, третьи же находят определенное сходство со стуком нарощенных ногтей секретарши босса о клавиатуру компьютера.
Змееныши рождаются с «молочным» погремком – с первой линькой он выпадает, но все последующие добавляют новый слой к «маракасам». Змея, как заправская модница, стремится к «полному преображению» около трех раз в год и, казалось бы, по количеству чешуек можно примерно вычислить ее возраст. Ага, в идеальном мире. В этом же достаточно различных препятствий, о которые можно обломать ценный прибамбас и жарких боев с соперниками, норовящих поотшибать погремок. Не стоит забывать и о подлых крысах, ждущих, когда змейка впадет в спячку, чтобы храбро пообгрызть ее красу и гордость. Редко когда удается нарастить более двадцати слоев.
Впрочем, ученые-меломаны советовали бы змеям не расстраиваться по этому поводу, ведь наиболее четкий и громкий треск издает от 8 до 12 чешуек.
Зачем змея гремит?
К добыче же змея приближается «без шума и пыли», вернее лежит в засаде и сканирует местность своим персональным тепловизором – терморецепторными ямками. Когда судьба посылает ей жертву – суслика, крысу, птичку, кролика и прочую мелочь, — змея разворачивает голову, наводя ее на цель как ракету «земля-земля», делает молниеносный бросок со скоростью около трех метров в секунду и…в половине случаев промахивается. «Недолет» — философски думает змея, занимая исходную позицию и наблюдая как тушканчик стремительно удаляется за горизонт.
Успешный укус – половина дела. Умереть мгновенного может либо очень маленькое, либо крайне нервное существо. Остальные улепетывают со всех ног, постепенно переставая их ощущать. Змее же предстоит играть в «следопыта», прочесывая местность вокруг языком, собирая информацию, анализируя и двигаясь за едой, которая сама себя не переварит, хотя процесс запущен – ферменты из яда уже вовсю расщепляют ткани жертвы. Найденное надо в себя запихать, а затем выбрать место под солнцем, чтобы поддерживать правильную температуру тела иначе пищеварение растянется на месяцы.
Короче, жизнь – боль, то есть мороки с пропитанием у змеи достаточно, поэтому ей совсем не до развлекушек с охотой на людей. О чем она и предупреждает.
Образ жизни
Не смотря на опасную репутацию, гремучие змеи скучные и предсказуемые создания. Зимой они впадают в брумацию, а по-простому в спячку, при этом предпочитают одно и то же логово из года в год. Змея может проползти несколько километров, чтобы вернуться в привычное место. И это вовсе не потому, что ее там ждут роскошные апартаменты по системе «все включено». В одной норе может заночевать до тысячи змей, сплетаясь поудобнее и приговаривая: «В тесноте, но не в обиде».
Процесс размножения тоже не поражает разнузданностью. Хотя устойчивых пар змейки не образуют, тем не менее на сезон они выбирают себе всего одного партнера. Яйца самочка вынашивают внутри собственного тела и рожают уже готовых змеенышей. Малыши рождаются уже готовыми к самостоятельной жизни, вот только поначалу она у них совсем не мед. Хотя крохи и не менее, а в некоторых случаях даже более ядовиты, чем родители, зубищи у них еще не отросли, поэтому им просто тупо не прокусить кожу у какого-нибудь койота и уж тем более не справится с толстым слоем сала на упитанном барсуке или дикой свинье. Змейку готовы сожрать скунсы и опоссумы, еноты, орлы и ястребы, а также другие хищные змеи. Лишь двое из десятка новорожденных доживут до следующей зимы.
Что делать, если змея укусила
Посмертная месть
Гремучая иллюзия
Гремучие змеи сбивают врагов с толку высокими частотами.
При этом те, кто сталкивался с гремучими змеями, знают, что гремучий шум иногда слышен как бы без самой змеи. То есть если судить по звуку, змея должна быть буквально у вас под носом, а между тем её нигде не видно. Сотрудники Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана рассказывают в Current Biology, как змеи создают такую аудиоиллюзию. Вообще поведение гремучих змей изучают давно, и есть масса записей того, как они трещат своими погремками. Однако в таких экспериментах змей беспокоят в непосредственной близи, протягивая к ним, например, руку в защитной перчатке. На сей раз исследователи решили поступить иначе и сымитировать ситуацию, когда к змее постепенно приближается что-то потенциально опасное с более-менее приличного расстояния. Змея смотрела на экран, на котором был чёрный круг, который то увеличивался, то уменьшался, и в зависимости от того, как вёл себя черный круг, она по-разному шумела погремушкой.
Поначалу, когда гремучник только замечал «опасность», он гремел на относительно низкой частоте в 40 Гц. По мере того, как круг становился больше (то есть «опасность» приближалась), змея медленно повышала частоту звука. И если круг всё-таки не останавливался ( то есть «опасность» продолжала приближаться), змея резко начинала трещать на частоте 60–100 Гц. Именно этот скачок в частотах создаёт иллюзию близости змеи – нам, как и любому крупному животному, кажется, что змея чрезвычайно близко.
Чтобы проверить, что всё дело в частотном скачке, исследователи пригласили нескольких добровольцев побыть в виртуальной реальности, которая имитировала поле с высокой травой и треском гремучей змеи. Человек шёл по виртуальному полю к источнику треска, а экспериментаторы регулировали частоту звука. От добровольцев требовалось остановиться в метре от «змеи». Если человек всё время слышал низкочастотный шум, он чаще ошибался в том смысле, что останавливался ближе к источнику звука, чем надо было. Если же виртуальная змея шумела на высокой частоте, человеку казалось, что она ближе, чем кажется.
Гремучие змеи начинают трясти своими погремушками в надежде, что враг не захочет испытывать на себе действие яда. То есть треск погремушки – это не признак агрессивности, не признак того, что змея начинает на вас охотиться, а, скорее, просьба уйти, потому что от столкновения будет плохо всем. И если хищник или человек не понимает этого сразу, «просьбу» приходиться повторять на более высоких частотах.
Почему Гремучая змея гремит своим хвостиком?
ГРЕМУЧАЯ ЗМЕЯ (Crotalus)
Ученые считают, что в настоящее время существует от 3000 до 3500 видов змей. От 10 до 15% из них — ядовитые. Они поражают или убивают свою жертву ядом. Гремучая змея — один из видов ядовитых змей.
Семейство Гремучая змея включает 6 родов, объединяющих более 120 видов. Распространены в Азии, Северной и Южной Америке.
Гремучая змея может напасть, и не предупредив никакими звуками и сворачиванием в кольцо.
Но что за звуки она может издавать? Эти громыхания производятся твердыми роговыми чашеобразными сочленениями. Они свободно соединяются друг с другом. Когда гремучая змея взволнована, ее хвост начинает вибрировать. Причиной этих колебаний являются сочленения, или кольца конца хвоста, ударяющиеся друг об друга. В результате получается резкий жужжащий звук. Его можно расслышать на расстоянии 18 метров!
Новые кольца образуются на змеином хвосте всякий раз, когда она сбрасывает кожу. Но это вовсе не означает, что можно определить возраст змеи по количеству колец: ведь она сбрасывает кожу от 2 до 4 раз в год. А также с возрастом кольца на конце хвоста отпадают.
Если змея свернется кольцом, ее выпад составит 1/3-1/2 от всей ее длины. Так как самые большие гремучие змеи редко длиннее 2,23 метра, то, очевидно, не очень трудно выйти за пределы ее досягаемости.
У только что появившихся на свет детенышей уже есть кольца на конце хвоста. А их ядовитые зубы сразу готовы к использованию.
Этих загадочных и древних созданий начали изучать тогда, когда для этого уже практически не было возможности, и сейчас увидеть грациозную гремучую змею, свернувшуюся на уединенном выступе скалы и мирно греющуюся на солнце лишь редкая удача.
Чем «гремит» гремучая змея?
На Земле существует более 30 видов гремучих змей. Гремучими их назвали из-за того, что на конце хвоста у них есть трещотка-погремушка, звук которой слышен на расстоянии до двух метров. Большая часть их обитает в Северной Америке.
Гремучие змеи любят горячий, сухой песок и живут среди колючих кустарников, кактусов и другой растительности пустыни. Буровато-коричневая окраска змеи помогает ей оставаться незамеченной среди выгоревшей на солнце, высохшей травы. Днем гремучие змеи обычно отдыхают в ямках под скалами или в тени кустарников, а вечером и ночью охотятся на мелких животных. Ученые до сих пор не пришли к единому мнению, зачем змее трещотка, которая привлекает к ней внимание. Если верить теории эволюции, животные сами развивали в себе различные органы, чтобы приспособиться к окружающей среде. Но для того, чтобы охотиться, змея должна притаиться и остаться незамеченной. Значит, трещотка нужна ей для предупреждения. Но кого она должна предупреждать? Ответ подсказывает сама гремучая змея: при приближении человека она свертывается кольцом, поднимает голову и хвост и сильно двигает погремушкой, издавая характерный шорох. Нужно сказать, что эти змеи очень ядовитые и опасные, они могут прокусить своими острыми зубами даже обувь!
Ямкоголо́вые, (синонимы: гремучие змеи, гремучники (лат. Crotalinae)— подсемейство [1] ядовитых змей семейства гадюковых. Эти змеи отличаются наличием двух термочувствительных (инфракрасных) ямкок, расположенных в помежутке между глазами и ноздрями змеи. Отсюда и название подсемейства. На данный момент описаны 175 видов данного подсемейства, из них 69 в Юго-Восточной Азии и 106 в Америке. Это единственное подсемейство гадюковых, обитающее на Американском континенте. 2 вида обитают на территории России.
Описание
Как и другие представители семейства, ямкоголовые имеют пару относительно длинных полых ядовитых зубов, используемых для выделения яда. Голова, как правило, треугольной формы, зрачки глаз вертикальные. Более подробно см. страницу Гадюковые.
Ямкоголовые получили свое название от двух терморецепторных ямок на голове, расположенных между ноздрёй и глазом. Эти ямки чувствительны к инфракрасному излучению и позволяют змеям распознать свою жертву по разнице температуры жертвы и окружающей среды. Эти рецепторы способны воспринимать даже очень слабые изменения температуры воздуха, около 0,1°С. Для змеи, грызуны и птицы имеют значительно более высокую температуру, и змея распознает её даже в кромешной тьме. Подобно примитивным глазам, эти ямки позволяют змее выбирать жертву и нападать на неё с большой точностью. Поскольку ямкоголовые, как и другие представители семейства гадюковых, предпочитают охоту в ночное время из засады, это качество им хорошо помогает. Среди других змей, только удавы имею схожий чувствительный аппарат. Размер ямкоголовых сильно колеблется от ресничатой гадюки (Bothriechis schlegelii), максимум 50 см, до бушмейстера (Lachesis muta), который достигает длины 3.5 метра длины.
Распространённое русское название «гремучие змеи» произошло от наличия у двух североамериканских родов ямкоголовых (Crotalus и Sistrurus) погремка на конце хвоста. Этот погремок представляет собой изменённые чешуйки образующие подвижные сегменты. Своеобразный «гремящий» звук возникает при соударении сегментов вследствие колебаний кончика хвоста.