Snaketales; Блог про змій
Блог про змій
Переміщення є важливим фактором виживання виду. Зокрема, швидкість має великий вплив на природний відбір. Ефективність руху (наприклад, швидкість та витривалість) залежить від форми тіла та фізичної форми тварини. Багато видів тварин мають здатність пересуватися в різних місцях проживання. Наприклад, змії можуть пристосувати свій режим пересування до свого оточення. Існує ряд досліджень щодо способів пересування змій, але дотепер жодне не досліджувало взаємозв'язок між характеристиками сходження відносно температури навколишнього середовища.
Біолог Гері Джеральд з кафедри зоології Університету Маямі відповів саме на це питання за допомогою Марка Маккі (Оксфорд) та Денніса Клауссена (Огайо). У 2008 році вони опублікували свої результати в Журналі експериментальної зоології під назвою: "Вплив температури та діаметра окуня на деревний рух у гуттатах зміїного елафа".
Найпоширеніший рух змії відбувається в горизонтальних хвилях, наприклад, під час повзання або плавання по дну. Інший тип локомоції - «гармошка». Вони використовують змій, коли піднімаються по вертикальних поверхнях або туляться в тісні ніші. Ця повзучість вимагає більшої сили і значно повільніша за інші варіанти повзучості. Більше інформації про переміщення змій ви можете знайти тут.
У попередніх дослідженнях переміщення змій той факт, що вид може рухатися в різних місцях проживання, не враховувався. Змії, що живуть на деревах, пристосували своє тіло до свого оточення. Такі види змій, як правило, мають тонше і довше тіло, оскільки це дозволяє їм покласти своє тіло в кілька петельок над гілкою, і тому вага може бути краще розподілена по гілці. Збереження рівноваги має перевагу над швидкістю руху. Цьому, швидше за все, сприяють абіотичні фактори навколишнього середовища, тобто ті, які не беруть участі живих істот у природному процесі. У нашому випадку це мікроклімат (клімат у безпосередній близькості) та фізичні властивості гілки. Зв'язок між абіотичними факторами та типом руху можна було задокументувати у 1989 р. У рубців пальців ігуани.
Дослідники виготовили штучні гілки різного діаметру: 3, 6 і 10 сантиметрів загальною довжиною 2 метри, що виступали на 1,6 метра над землею. По обидва боки гілки стояли двоє помічників, які мали зловити падаючих змій. М'яку подушку підкладали під гілку як подвійний захист. Помічники добре зробили свою справу, і лише кілька кукурудзяних змій впали на подушки. Дослідники зареєстрували швидкість, поставу і навички рівноваги тварин на горизонтальній гілці при 10, 20 і 30 градусах. Змії, звичайно, протягом двох годин піддавались кліматичним експериментальним умовам, перш ніж їм довелося повзати по гілці. При температурі 10 градусів змії відмовились повзати по гілці. На даний момент можна лише міркувати про причини. Тут вчені повинні були заохочувати змій дослідником, що лоскоче кукурудзяну змію на нижній частині хвоста, поки вона, нарешті, демотивована, не пролізла по гілці. Загалом, кукурудзяні змії не були такими кооперативними, як хотілося б. Зрештою, вони також були недорослими тваринами - тобто підлітками.
Ось так виглядає мотивований випробувач: кукурудзяна змія весело піднімається вздовж стовпа в лабораторних умовах. (в) Гері Джеральд
Коли температура була високою, змії рухались набагато швидше і частіше розтягувались на гілці. Коли температура була низькою, плазуни були повільнішими, а їхні тіла набагато сильнішими, так що їхні тіла оберталися навколо гілок, щоб надати тварині більшу стійкість.
(а) Завдяки скрученій позі кукурудзяна змія досягає кращого балансу під час руху. (b) Подовжена поза, навпаки, пропонує меншу стабільність, але гарантує швидший прогрес.
Шанс падіння змій з гілок був у десять разів вищий при найнижчій температурі, ніж при 30 градусах. Падіння та поворот постави свідчать про те, що температура навколишнього середовища погіршує спритність та рівновагу змії. Дивувало те, що змії падали з товстих гілок набагато частіше, ніж з тонких гілок при 10 градусах. Причиною цього є те, що кукурудзяна змія може обмотувати тонкі гілки і, таким чином, утримувати їх краще, ніж у випадку з товстими гілками. Велика спритність на тонких гілках надає кукурудзяній змії еволюційну перевагу перед іншими породами дерев.
Той факт, що змії падають з дерев частіше при нижчих температурах, ніж при теплих, може пояснити, чому за межами тропіків існує дуже мало видів змій, що живуть на деревах.
література: Джеральд, aryері (2008): Вплив температури та діаметра окуня на деревоподібний рух у змійній гущі Elaphe. Журнал експериментальної зоології. 309А: 147-156.
Змії - пізньоцвіті серед плазунів. Поки їхня еволюційна історія виглядала так, ніби вони 100 мільйонів тому пролізли до діри в землі, як ящірки, і знову виповзли, як змії. Протягом цього часу спостерігався величезний розрив у скам’янілі. На радість креаціоністів, які розглядають це як підтвердження того, що змія втратила ноги як покарання за спокушення Єви і що Біблія - це точна природна історія землі.
Однак вчені деякий час підозрювали, що еволюція змії сягає понад 100 мільйонів років. Вважалося, що витоки існували приблизно 140 мільйонів років тому. Але доказів бракувало. Завдяки новим відкриттям ми тепер знаємо більше. Міжнародна група дослідників на чолі з Майклом Колдуеллом з Університету Альберти, Канада, проаналізувала попередні викопні знахідки змій з Англії, Португалії та США та порівняла їх із характеристиками сучасних змій та ящірок.
Попередні знання про еволюцію змій базуються на окремих ізольованих знахідках:
- Вир, знайдений в Африці, віком близько 100 мільйонів років
- Хребет і щелепа, знайдені в Північній Америці, віком близько 98-64 мільйонів років
- Майже цілі скелети, деякі із задніх кінцівок, знайдені в басейні Середземного моря, віком близько 98-95 мільйонів років
- Два різних таксони з цілих змій, знайдених в Аргентині, віком приблизно 94-92 та 86-80 мільйонів років
На основі залишків черепа з Португалії та особливостей змій того часу була зроблена ця реконструкція нового первісного змія "Portugalophis lignites", який, ймовірно, використовував ноги для сходження (C) www.sci-news.com, Julius Csotonyi
Всі ці скам'янілості датуються приблизно тим же періодом. Тому дослідження еволюції змій зосереджено на крейдовому періоді. Однак у 2014 році дослідницька група виявила чотири нові види змій, які значно старші: віком близько 176-143 мільйонів років. Вони знайшли залишки черепа у Великобританії, Португалії та США. Ці дати розширюють геологічний ареал змій майже на 70 мільйонів років до середини мезозойської ери, геологічного періоду, що називається юрою (200-145 мільйонів років тому). Це вказує на спільне походження з іншими масштабованими рептиліями в той час, коли розпад одного великого континенту Пангей у Лавразії (Європа та Азія) та Гондвані (Південна та Північна Америка) знаходився у завершальній фазі. Розпад суперконтиненту Пангея на незліченні частини призвів до фрагментації середовища існування і, ймовірно, сприяв розвитку численних нових видів. Цей вибух у біорізноманітті відбувся насамперед серед плазунів.
Слід зазначити, що ранні змії з’явились одночасно з повзучими таксонами (сліпий черв’як та інші ящірки) і заповнює прогалину у філогенетичному розвитку тварин. Найдавніша споконвічна змія була знайдена в південній Англії і датується серединою юрського періоду (167 мільйонів років тому). Другі найдавніші тварини були виявлені в Колорадо та Португалії у віці 155 мільйонів років. Наймолодшій з чотирьох змій близько 150 мільйонів років.
У січні 2015 року Колдуелл опублікував свої результати в журналі "Nature Communications" (журнал відкритого доступу відомого журналу Nature) під назвою: "Найстаріші відомі змії середньої юри-нижнього крейдяного періоду дають уявлення про еволюцію змій". Він розширив задокументований генезис змій приблизно на 70 мільйонів років і приніс свіжий матеріал для теорій про еволюцію змій.
Справа в тому, що у змії вже давно були кінцівки. Знахідки 100 мільйонів років тому показали, що у деяких змій ще були мізерні задні ноги.
Наразі наукове співтовариство не знайшло єдиної думки щодо того, коли саме змія втратила ноги: на суші чи у воді та від якої тварини вона насправді походить. Поки що величезна морська рептилія Мосазавр та ящірки, що живуть на землі, були доступні для відбору. За останні роки теза про наземне тваринне походження була підтверджена кілька разів, зокрема: Хасаном Захером 2006. Дослідження Кадвелла значною мірою підтверджує цю тезу.
Еволюційна історія змії була більш складною, ніж раніше вважали дослідники. Типова зміїна голова вже вимовлялася до того, як вона стала безногою. У всіх чотирьох досліджених знахідках можна було виявити ознаки ящірок, а також змій. Це вказує на те, що їх еволюція, мабуть, розпочалася до середнього юрського періоду.
Це відкриває нові можливості для досліджень палеонтології. Мало того, що він повинен заповнити прогалину в історії знахідок між 140 і 100 мільйонами років тому, тепер він також може цілеспрямовано копати ранніх змій у глибших шарах гірських порід.
За словами Колдуелла, розвиток змії, швидше за все, розпочався з ящірок, що мешкають на землі. Але вони були не зовсім далеко від води. Чотири вивчені види мали зв’язок із водою у своєму житті. Європейські види жили на болотах, а американські - на берегах річки. Це передбачає напівводний спосіб життя.
У такому середовищі існування між сушею та водою гнучкість у пересуванні є еволюційною перевагою. Тут міг відбутися крок від ящірки до змії.
Реконструкція нового виду "Parviraptor estesi", який, ймовірно, жив напівводним способом життя і використовував ноги як весло. Вона жила 167 мільйонів років тому в теперішній Великобританії (C) www.sci-news.com, Джуліус Чотоні
Так виглядав нещодавно відкритий вид "Diablophis gilmorei", знайдений у Колорадо у віці 155 мільйонів років. Забарвлення луски завжди походить від сучасних змій. (C) www.sci-news.com, Джуліус Чотоні
Племінна історія змії досі не до кінця зрозуміла. Відкриття викопних змій з двома ногами дозволяють припустити, що вони походили від ящірок. На сьогодні, однак, жодної первісної змії з цього переходу не виявлено, тобто з чотирма лапами.
Популярний сценарій полягає в тому, що тіло змії розвивалося в морі. Інші дослідники дотримуються думки, що тіло змії розвинулось на суші в результаті фосоріального способу життя (життя під землею, риття печер). На це вказують короткі нервові колючки (остистий відросток) на хребті, які ми також знаємо від інших первісних тварин.
У 2015 році британський дослідник Девід Мартілл з Університету Портсмута виявив чотириногу змію в музеї. Так, прямо в баварському музеї була палеонтологічна сенсація, яку британець випадково виявив під час навчальної поїздки. Щоб зберегти честь музею, слід сказати, що скарби, які досі невідомі у всьому світі, зберігаються в архівах музеїв, оскільки грошей у персоналу просто бракує.
У 2015 році студенти організували виставку та представили цю знахідку, серед іншого. Те, що Мартілл відразу помітив, - це незвичайна гірська порода, яка походить від бразильської фарації Крато. Це утворення поширюється на ранній крейдовий період. Викопні змії цього раннього періоду ще не знайдені в Південній Америці. Тож поєднання часу та місця було дуже незвичним. А потім, за його власними твердженнями, він вперше побачив задні ноги істоти висотою майже 15 см, а при детальному огляді навіть виявив передні ноги. Британець був повністю над місяцем у Баварії.
На виставці було написано “Невідома скам’янілість”. У цей день Девід Мартілл зробив своє відкриття, що сталося раз у житті.
Невідомий експонат: чотиринога змія довжиною приблизно 15 см
Ця експозиція змій - це археоптерикс світу змій/ящірок. Археоптерикс - це доісторична тварина, яка має риси динозаврів, а також птахів, і таким чином знаменує перехід від динозаврів до птахів. Таким же чином нова змія показує підказки щодо того, як вона еволюціонувала від чотириногих ящірок.
Повернімося до скам’янілості: Чотиринога змія, яку називають Tetrapodophis amplectus, була виявлена десятки років тому в Бразилії і їй близько 100 мільйонів років. За словами Мартілла, ця знахідка є свідченням того, що предки сьогоднішніх змій походили з землі.
Змія була такою ж рухливою, як ми це знаємо з сьогоднішніх змій. Фізіономія демонструє схожість із сучасними зміями: коротка морда, витягнуте тіло, короткий хвіст, гнучкий хребет, ікла та дуже гнучка щелепа. Ця анатомія свідчить про те, що змія риє собі шлях через землю (фосаріальний спосіб життя) і тому не може мати морського походження. Крім того, відсутні їх типові пристосування до води, такі як подовжений бічний хвіст (плавник). Ось чому чотиринога змія підтримує гіпотезу про походження суші сьогоднішніх змій.
Знахідка також надає інформацію про харчові звички первісних змій. Тетраподофіс має пристосування м’ясоїда (хижака): ікла та гнучкий хребет, що дозволяє задушити здобич. Залишки хребетних, ймовірно жаб, також були знайдені в їх кишечнику. Відповідно, змії здійснили перехід від комахи до хижака порівняно на початку своєї еволюції. Повзучі ще були комахоїдними.
Очевидно також, що підтверджується іншими знахідками, що наземна змія розвинулася на первинному континенті Гондвана (сьогодні Південна Америка, Африка, Антарктида, Австралія, Аравія, Мадагаскар, Нова Гвінея та Індія), а звідти протягом Крейдового періоду до Лавразії (сучасна Європа та Азії).
Але залишається одне питання: якою була функція зміїних ніг? Ви не знаєте. Можливо, вони використовували його для того, щоб лазити по деревах, триматися за здобич або чіплятися за пару. Безперечно лише одне: змія не йшла ногами ні через джунглі, ні через рай.