Все органы чувств змеи

Змеи вовсе не глухи, как принято считать, у многих отлично развито зрение, обоняние и вкус (реализующиеся у змей посредством их языка) и осязание тоже, а у многих еще и отдельно добавляется терморецепция («тепловидение»)…

Про странные глаза змей, которые они в свое время буквально восстановили из руин, немного написано вот здесь: http://vk.com/wall-646340_85727
А про их язык, который и вкус и обоняние – вот здесь: http://vk.com/wall-646340_124899

А сегодня – про слух и про терморецепцию…
Итак. Как вы знаете, у большинства наземных позвоночных уши устроены следующим образом: есть наружное слуховое отверстие, в котором располагается тоненькая мембрана – барабанная перепонка. К перепонке подсоединяется система из слуховых косточек (которых может быть от одной до трех), которые передают звуковые сигналы во внутреннее ухо (улитку). Улитка – это система внутрикостных каналов, закрученных в трехмерную спираль, похожую на раковину виноградной улитки. Собственно, восприятие звуковых волн происходит в специальных ресничных клетках внутри улитки, реснички которых колеблются благодаря колебаниям жидкости внутри улитки.

У змей есть одна проблемка. У них нет наружного слухового отверстия и нет барабанной перепонки! Все остальное (слуховая косточка и улитка) у них есть, причем слуховая косточка (Columella auris – зеленая на первой картинке) снаружи присоединена к квадратной кости (синяя на первой картинке). Вопрос – нафига?
Основная идея состоит в том, что квадратная кость вместе с нижней челюстью выступает в качестве альтернативного барабанной перепонке резонатора. Соответственно, эта система рычагов может воспринимать вибрацию от земли (и делать это с потрясающей чувствительностью! Достаточно даже самых легких и аккуратных человеческих шагов на расстоянии нескольких метров, это правда!) и может воспринимать просто звуковые волны низкой частоты. Свистом змею подзывать вы не сможете, увы)))
Но низкие звуки, в пределах слышимости человеческого уха, змеи отлично слышат!
Так что никогда не называйте змей «глухими»! Все у них нормально))

Ну а теперь – несколько слов про терморецепцию. Про т.н. термоямки питонов, удавов и гадюковых…
Специальные органы восприятия инфракрасного излучения возникали независимо в нескольких линиях змей! Независимо друг от друга это произошло у питонов, у удавов, у ямкоголовых гадюк и у странных африканских ужеобразных Bothrolycus ater. А еще, возможно, аналогичные органы есть вокруг ноздрей у некоторых битисов и дабой, но там все пока не очень понятно…
Самая сложная и совершенная система – у ямкоголовых гадюковых (Crotalinae). Там все очень хитро, внутри каждой ямки по несколько слоев мембран, целый каскад разных терморецепторов и т.п.. А терморецепторы безумно чувствительные и точные! Это не зрение в буквальном смысле – там нет белков наподобие родопсина из наших колбочек. Восприятие происходит за счет специальных термочувствительных ионных каналов в мембране рецепторов. И разрешающая способность этих органов (термоямок) совсем не такая, как любят показывать в бибисишных фильмах! Ничего общего с тепловизором, и никаких контуров и цветов объектов они не «тепловидят». Это всего лишь два датчика, показывающие лишь силу тепловыделения объекта и направление к нему. И все)))

У удавов и питонов все примерно так же. Только термоямки у них гораздо примитивнее и их обычно много…
Кстати, круче всего эти термоямки развиты у стройных древесных видов – среди питонов это морелии, а среди удавов – узкобрюхие кораллусы. Особенно у собакоголовых удавов все мощно, прямо всем ямкам ямища!

Источник

Все органы чувств змеи

Анатомия змей
Тело змей на поперечном сечении может иметь округлую, треугольную или овальную форму в зависимости от условий обитания. Живот всегда слегка уплощен, что облегчает передвижение. Древесные змеи имеют цепкий хвост.
Окрас большинства змей маскирующий или предупреждающий. Виды, обитающие среди листьев обычно зеленого цвета, у пустынных преобладают желтые и красные оттенки. Ядовитые коралловые змеи окрашены в яркие полосы, что служит предупреждением для хищников. «Ложные» коралловые — молочные — змеи неядовиты, но окрашены похожим образом, отпугивая тем самым хищников.
Тело змей гибкое и обладает рядом особенностей. Удлиненная форма привела ко внутренней ассиметрии — органы правой стороны больше по размеру и лежат ближе у голове по отношению к органам левой.

Сердечно-сосудистая система змей
Сердце змей трехкамерное, с полной перегородкой между предсердиями и неполной — между желудочками. Несмотря на то, что полости желудочков сообщаются, оксигенированная и неоксигенированная кровь отделены друг от друга при помощи физиологических механизмов. Функционально сердце пятикамерное, с двумя системными дугами и легочной артерией, отходящими от желудочка. Возможно правое и левое шунтирование под контролем определенных механизмов. Развиты две аорты, левая выходит и правой стороны желудочка, правая — из левой, за сердцем они сливаются и формируют брюшную аорту. В отличие от большинства четвероногих, левая системная дуга больше правой.
Парные сонные артерии и яремные вены проходят вблизи трахеи. Яремные вены достаточно хорошо доступны для установки катетера и взятия крови.
Расположение сердца змей варьирует в зависимости от образа жизни и филогенеза, однако вследствие отсутствия диафрагмы, оно может перемещаться, что, предположительно способствует продвижению крупной добычи по пищеводу. В зоне оптимальных температур змеи в состоянии рефлекторно контролировать артериальное давление. У змей имеются воротные системы печени и почек. Брюшная вена проходит вдоль большей части живота, ее нужно избегать при проведении операций для чего доступ осуществляют сбоку.

Дыхательная система змей
У большинства змей левое легкое редуцировано, его размеры не превышают 85% размера правого легкого, или отсутствует совсем. Правое легкое располагается от сердца до правой почки. Передняя часть его богата сосудами и участвует в газообмене, а задняя выполняет функцию воздушного мешка.
Трахея образована незамкнутыми хрящевыми кольцами. Голосовая щель открывается на дне ротовой полости за языком, во время еды она может смещаться вбок, обеспечивая дыхание во время длительного заглатывания пищи.

Пищеварительная система змей
Пищеварительная система змей представляет собой трубку, кротрая начинается в ротовой полости и оканчивается в клоаке. В ротовой полости расположены секретирующие слизь железы (небные, язычные, подъязычные и губные), которые выделяют секрет, обволакивающий жертву и увлажняющий рот. Ядовитые железы являются модификацией губных желез, у некоторых линий они развились самостоятельно.
Язык располагается в футляре под голосовой щелью и выполняет роль органа обоняния. Змеи, лишившиеся языка, не чувствуют запахов и могут отказываться от пищи.
Пищевод обычно хорошо растяжим и лишен мышц примерно на половину длины.
Большинство змей используют осевую мускулатуру тела при продвижении пищи изо рта в желудок. Змеи не пережевывают пищу, а заглатывают ее целиком. Кардиальный сфинктер (мышечное кольцо между пищеводом и желудком) неразвит.
Желудок змей мышечный, способен растягиваться, процесс пищеварения начинается в нем. Тонкий кишечник практически прямой, в отличие от птиц и млекопитающих. Поджелудочная железа, желчный пузырь и селезенка образуют триаду, у некоторых видов эти органы образуют единый спленопанкреас.
Тонкий кишечник продолжается толстой кишкой, в которой фекалии могут накапливаться. У удавов и пионов в передней ее части имеется небольшой слепой отросток. Ураты также могут задерживаться в толстом кишечнике и выходить с фекалиями. Кишечник и клоака играют важную роль в сохранении воды.

Зубы и яд змей
У змей, которых можно встретить в продаже в зоомагазинах, обычно присутствуют шесть рядов зубов: по одному на каждой стороне нижней и по два на каждой стороне верхней челюсти. Зубы обычно все одинакового размера, за исключением модифицированных клыков. Зубы меняются в течение жизни. Обычно, если клыки не используются, то они покрыты мембранозной заслонкой. У гадюк и гремучих змей клыки сгибаются и располагаются в таком положении, когда рот закрыт. У аспидов и ужеобразных клыки всегда находятся в выпрямленном положении.
Зубы змей удлиненной формы, тонкие и слегка загнутые. Они представляют собой модифицированные плевродонтные зубы с рудиментарными карманами, прикрепленные сбоку к челюсти. У примитивных змей все зубы одинаковые (гомодонтные), у более продвинутых имеются пустотелые клыки с желобами, например, у аспидов и гадюк. Клыки периодически линяют, поэтому при обследовании можно увидеть одновременно функционирующий зуб и начинающий менять его новый. Клыки могут выпадать, застревая в жертве и проходить через тело змеи, покидая его с фекалиями.
Ядовитые железы змей расположены на верхней челюсти под орбитой глаз. Размер и форма их варьируют в зависимости от вида. Редко ядовитые железы могут уходить вглубь тела, достигая сердца (например, у земляных гадюк).
Яды змей имеют сложный состав и содержат белки различной массы — от состоящих из нескольких аминокислот до крупных молекул. Эти токсины характеризуются по своему действию: нейротоксины действуют на нервные окончания и синапсы, геморрагины разрушают кровеносные сосуды, миотоксины действуют на скелетную мускулатуру. В состав ядов входят РНК-азы, ДНК-азы, фосфолипазы, протеолитические ферменты, тромбиноподобные ферменты, гиалуронидазы, лактат-дегидрогеназы, ацетилхолинэстеразы, нуклеотидазы и другие.
По крайней мере 10 ферментов обнаружены практически во всех змеиных ядах, а конкретный яд может содержать более 20 разных белков. Токсины змей обладают способностью к перевариванию пищи и предположительно развились из пищеварительных ферментов. Относительное соотношение компонентов яда в пределах одного вида может варьировать в зависимости от региона, сезона или возраста.
Недавние исследования показали, что яд некоторых представителей ужеобразных змей может вызывать токсические реакции у человека, причем среди них есть и такие, у которых нет ядовитых желез, но, предположительно, они способны выделять в ротовой полости ядовитый секрет. Некоторые ужеобразные, однако, действительно ядовиты. Так, двое известных герпетологов погибли от укуса ужеобразных змей: Карл Шмидт от укуса бумсланга (Dispholidus typus) и Роберт Мертенс от укуса серой древесной змеи (Thelotornis capensis). Некоторые ужеобразные змеи продуцируют яд, токсичный для их добычи, но не для человека.

Половая и мочевыделительная система змей
Парные почки расположены в задней части туловища, правая впереди левой. Почки дольчатые, удлиненной формы. Мочеточники впадают в уродеум клоаки, мочевого пузыря у змей нет. У самцов есть так называемый половой сегмент, состоящий из задней части почек, который увеличивается в период брачного сезона. Размер и цвет почек в это время значительно меняется, однако это состояние не нужно путать с патологией.
Слепые змеи (Rhamphotyphlops braminus) размножаются партеногенезом (среди них нет самцов). Благодаря деятельности человека они распространились во многих тропических регионах — в Африке, Юговосточной Азии, на Филиппинах, Гавайях, в Мехико, Аризоне, Флориде. Партеногенез также был недавно описан у бородавчатых змей (Acrochordus arafurae).
Самцы всех змей имеют парные органы размножения, расположенные в футлярах на брюшной стороне основания хвоста, называемые гемипенисами. Строение гемипенисов имеет большое значение в классификации змей. Во время спаривания гемипенисы выворачиваются в клоаку самки, в состоянии покоя располагаются в просвете полости в основании хвоста. Эту особенность используют при определении пола змей, когда тупоконечный пуговчатый зонд вводят в полость карманов гемипенисов. У самцов зонд проникает относительно глубже, чем у самок. У многих видов основание хвоста у самцов относительно шире и толще, чем у самок.
И у самцов, и у самок, половые железы располагаются таким образом, что правая находится впереди левой. Яичники расположены ближе к поджелудочной железе. У некоторых копающих видов отсутствует один яичник и яйцевод. Веретенообразные семенники расположены в полости тела, между панкреатической триадой и почками, и подвержены сезонным изменениям.
Некоторые змеи яйцекладущие, некоторые — живородящие. Есть виды, которые строят гнезда для инкубации яиц (например, королевская кобра), а некоторые даже проявляют заботу о потомстве (питоны), самки в этом случае обвиваются вокруг яиц до момента их вылупления.
У змей пол не определяется температурой окружающей среды, как это встречается у черепах, крокодилов и ящериц. На сегодняшний день считается, что пол у змей определяется генетически, самки гетерогаметны. Половой диморфизм по окрасу и внешнему строению встречается редко. Так, у мадаскарских древесных ужей (род Langaha) самцы от самок отличаются формой носового выроста. В общем, самки змей крупнее самцов, но так бывает не всегда. Половой цикл самок и самцов не всегда совпадает, поэтому у некоторых видов змей самки способны запасать сперму.

Нервная система и органы чувств змей
Мозг змей типичный для остальных рептилий, имеет 12 пар черепных нервов.
Уши змей лишены барабанной перепонки и полости среднего уха. Долгое время считалось, что змеи не слышат звуки, а только воспринимают вибрацию. В настоящее время выяснено., что змеи могут слышать звуки частотой 150-600 герц.
Глаза змей уникальны среди всех позвоночных, поскольку не имеют реснитчатого тела, поэтому аккомодация возникает при движении хрусталика к сетчатке или от нее с помощью мышц радужки. Веки сливаются в эмбриональном периоде, образуя прозрачную линзу, которая периодически линяет вместе с остальной кожей. При приближении линьки глаз змеи может выглядеть мутным. Слезные протоки открываются в пространство между этой линзой и роговицей, их секрет стекает в ротовую полость, омывая глаз. Форма зрачка зависит от условий обитания.
Специализированные инфракрасные рецепторы развились в процессе эволюции у куфий, а также разных групп питонов и удавов, причем эти органы не являются гомологичными. У куфий, рецепторы тепла расположены на каждой стороне головы, чуть ниже линии, соединяющий орбиту глаза и ноздри. У удавов и питонов они расположены на губных и/или носовых чешуях. Иннервируются органы осязания тепла разными ветвями тройничного нерва.

Опорно-двигательный аппарат змей
У змей отсутствуют грудные конечности, но есть остатки тазового пояса, которые могут выглядеть как наружные шпоры и используются во время спаривания. Особенно у питонов и удавов. Способы передвижения змей можно классифицировать следующим образом:

боковые ундуляции — включают в себя сгибание позвоночного столба, сокращения мышц происходят на противоположных сторонах тела; так передвигаются самые быстрые наземные змеи;
передвижение по типу гусеницы — сокращения мышц симметричны с обеих сторон тела, корпус контактирует с землей через разные интервалы; характерен для удавов, питонов и малых гадюк;
спиралевидное передвижение — тело движется вперед приподнимаясь; характерно для древесных и наземных змей, наиболее энергоемкий метод передвижения;
боковые броски — метод передвижения, трудно поддающийся описанию, используется змеями при передвижении по песку.

Змеи могут переходить от одного способа передвижения к другому, в зависимости от условий.

Эндокринная система змей
Перед сердцем расположены одиночные или парные щитовидные железы, гормоны которых играют важную роль в цикле линьки и росте. Тимус у взрослых особей сохраняется. Паращитовидные железы часто расположены на поверхности тимуса и принимают участие в метаболизме кальция. Надпочечники находятся между почками и половыми железами. Гипофиз функционирует аналогично таковому у млекопитающих. Клиническое значение эндокринных желез у змей до конца не изучено.

Источник