Przyspieszenie węża

Przyspieszenie węża

N. Anina
"Chemia i życie" №8, 2016

Szary wąż wspinaczkowy Pantherophis obsoletus

Kiedy wydarzenie dzieje się zbyt szybko, mówimy, że nawet nie mrugaliśmy okiem. Osoba miga przez 202 ms, rzut grzechotnika trwa nie dłużej niż 90 ms. Długi czas w Teksasie Crotalus atrox – duma i ulubiony przedmiot badań amerykańskich biologów – uznano za mistrza rzutu szybkością błyskawicy. Opinia ta powstała w XIX wieku, choć od tego czasu nikt nie zadał sobie trudu, aby to sprawdzić. W 1954 roku prędkość rzucania grzechotników mierzono za pomocą szybkiej fotografii i okazało się, że jest nieco niższa, niż sądzili, ale prymat tych gadów wciąż nie był kwestionowany, dopóki incydent nie interweniował.

Szary wąż (na górze) ataki tak szybko, jak grzechotnik z Teksasu (poniżej)

Profesor w Louisiana University, Brad Moon, dał swojemu absolwentowi, Davidowi Penningowi, zadanie określenia zależności prędkości rzutu węża od jego wielkości. Studenta do pracy (uczeń, Baxter Sauvel, pomógł mu) i odkrył niesamowitą rzecz: w szarej wężów wspinaczkowych Pantherophis obsoletusMłodzi herpetolodzy pracowali, a stopa rzucania nie była mniejsza niż grzechotnika.Z początku Penning zdecydował, że się myli i wielokrotnie sprawdzał obliczenia. Upewniając się, że nie ma pomyłki, naukowcy rozpoczęli celowe eksperymenty, w których oprócz 14 drapieżnych, ale nietrujących węży, wzięli udział przedstawiciele rodziny żmii: 6 shchtomordnikov wody Agkistrodon piscivorus i 12 rattlersów z Teksasu (Listy biologiczne, 2016, 20160011, doi: 10.1098 / rsbl.2016.0011).

Do pomiarów gad został umieszczony w terrarium z siatką o dużej skali, w której na drewniany pręt wstawiono rękawicę wypełnioną miękką rękawicą. Wąż został rzucony na tę rękawicę, a naukowcy sfilmowali wszystko, co wydarzyło się w kamerze wideo, która zajęła 250 klatek na sekundę. Każdy wąż musiał wykonać od czterech do ośmiu strzałów. Na podstawie wideo obliczono odległość między twarzą węża a celem przed atakiem, czas trwania rzutu, maksymalną prędkość i przyspieszenie. Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli. Dla porównania naukowcy dodali do tego literackie dane o innych członkach rodziny żmii. Ze stołu wynika, że ​​szary wąż atakuje szybciej niż wiele jadowitych węży.

Parametry rzutu węża

WyświetlPrzyspieszenie, m / s2Prędkość, m / sOdległość, cmCzas trwania, ms
Szary wąż wspinaczkowy Pantherophis obsoletus1912,71775
Karta Tarczowa Agkistrodon piscivorus1753,11466
Texas grzechotnik Crotalus atrox1572,71169
Szeptana Żmija Bitis arietans722,62187
Botrop Bothrops sp.1,2312,681
Еньingdao Gloydius shedaoensis1,3213
Biały kefaj Trimeresurus albolabris62,11,521285

Wszystkie trzy gatunki badały zdobycz na małych, zwinnych ssakach i cierpią z powodu ataków drapieżników: węże nie mają odwagi, by czerpać zyski z szopów, czerwonogardłowych jastrzębi, lisów i kojotów. Aby żywić się i przeżyć, węże muszą działać bardzo szybko. Nic dziwnego, że parametry rzutu są podobne, tylko grzechotniki z Teksasu atakują z bliższej odległości. Maksymalne prędkości podczas ataku wahały się od 2,1 do 3,53 m / s, a przyspieszenia od 98 do 279 m / s.2.

Jeśli wąż nie trafi, nie ściga zdobyczy, bardziej opłaca się ugryźć ofiarę, a ona jeszcze nie rzuciła się do ucieczki. Aby aktywować mięśnie szkieletowe, ssak potrzebuje od 14 do 151 ms, aby wykonać zauważalny ruch – co najmniej 60-395 ms. Te 50-90 ms, które wąż wydaje na rzut, powinny wystarczyć do ataku: bestia tak naprawdę nie miała czasu na zrozumienie czegokolwiek, ale została już ukąszona. Jednak w warunkach naturalnych wszystko jest bardziej skomplikowane niż w eksperymentalnym terrarium, a polowanie na węża nie jest tak skuteczne, jak sugerują teoretyczne obliczenia.Biegacz lub goljuchniku ​​często muszą rzucić się na zwierzę, które już wpadło w ruch, i można go wyprzedzić ze względu na przyspieszenie, które rozwija wąż. Jest to wielkość tego przyspieszenia, a nie fakt, że szary biegacz nie jest gorszy od grzechotników w prędkości ataku, i ma największe znaczenie.

Maksymalne przyspieszenia zaobserwowane przez badaczy podczas eksperymentów – 274 m / s2 u węża i 279 m / s2 w grzechotkach jest o rząd wielkości większy niż przyśpieszenie, w którym zajączek w czarnym ogonie rozwija się skokowo i o 30% więcej niż u szczura kangura, w którym być może taka reakcja powstała podczas ewolucji tuż pod groźbą ataku węża.

Zdumiewająca jest nie tylko zdolność węża do przyspieszenia, ale także niesamowita wytrzymałość. Ludzie nie utrzymują takich przeciążeń. Piloci myśliwców startujących z lotniskowców doświadczają przyspieszeń rzędu 27-49 m / s2. Nie mając specjalnego kombinezonu, tracą przytomność podczas przyspieszania nieco powyżej 50 m / s.2. Nawet w specjalnym kombinezonie antygrawitacyjnym piloci nie mogą wysiąść z pozycji siedzącej z przyspieszeniem 30 m / s.2 i nie mogą poruszać kończynami z prędkością 78 m / s2. Węże nie mają skafandra, ich głowa jest wystarczająco daleko od serca, co utrudnia dopływ krwi, przy takim przyspieszeniu przepływ krwi do mózgu może całkowicie się zatrzymać, ale wąż, oczywiście, jest oszczędzany przez krótki czas rzutu.

Szary biegacz wspina się na rękawicę

W ostatnich latach ataki węża przyciągnęły uwagę wielu badaczy. Dowiadują się, jaka aktywność mięśni pozwala dość ciężkim wężom pędzić do celu z taką prędkością, jak szybkie hamowanie na końcu ataku wpływa na nich i nieuchronne zderzenie z ofiarą. Okazało się przy okazji, że szybkość rzutowania dużo determinuje, ale nie wszystko. Ważne jest, aby nadal atakować pod pewnym kątem i zamknąć usta w czasie (Journal of Experimental Zoology A, 2005, 303A, 476-488, doi: 10.1002 / jez.a.179). Shtekomordnik, który prowadzi półwodny tryb życia i poluje zarówno na ryby, jak i małe gryzonie, ma lepszy wpływ na ląd, chociaż prędkości ataków prędkości w obu środowiskach są takie same – maksymalne przyspieszenie osiąga około 75 m / s2. Różnica polega na tym, że na ziemi wąż, gdy zostaje zaatakowany, podnosi głowę znacznie wyżej, otwiera szeroko usta i uderza szybciej.

Węże są nadal niesamowitymi stworzeniami.Okazuje się, że nie badaliśmy ich bardzo dobrze. Ktoś bardziej interesujący będzie wyglądał jak behawioralne cechy, które sprawiły, że węże są tak udanymi myśliwymi, a inne – ich zdolność do wytrzymywania potwornych przeciążeń bez widocznych konsekwencji.


Like this post? Please share to your friends:

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