Термолокаторы змей

Гадюки и ямкоголовые змеи притихшую в траве мышь, невидимую из-за травы и темноты, "чуют", "видят", ощущают (как еще сказать?) не обонянием, не глазами, а необыкновенным органом, которым их (и еще, возможно, немногих) наделила природа.

Термолокаторы змей

На востоке СССР, от прикаспийского Заволжья и среднеазиатских степей до Забайкалья и уссурийской тайги, водятся ядовитые змеи, прозванные щитомордниками: голова у них сверху покрыта не мелкой чешуей, а крупными щитками. 2 вида - обыкновенный щитомордник, обитающий на всей названной территории, и восточный (в среднем и нижнем Приамурье и Уссурийском крае).

Люди, которые рассматривали щитомордников вблизи, утверждают, что у этих змей четыре ноздри. Во всяком случае, по бокам головы, между настоящей ноздрей и глазом у щитомордников хорошо заметны две большие ноздри и глубокие ямки.

Щитомордники - близкие родичи гремучих и прочих ямкоголовых змей Азии и Америки, которых латиноамериканцы называют "четырехноздрыми": на морде у них такие же странные ямки. Эти змеи близки к гадюкам, поэтому некоторые зоологи объединяют тех и других в одно семейство.

Более двухсот лет ученые решали заданную природой головоломку, пытаясь установить, зачем змеям эти ямки.

Проведенные много лет назад исследования показали, что лицевые ямки гремучих змей не связаны ни с ушами, ни с глазами, ни с какими-либо другими известными органами. Это углубления в верхней челюсти. Каждая ямка на некоторой глубине от входного отверстия разделена поперечной перегородкой (мембраной) на две камеры - внутреннюю и наружную. Наружная камера лежит впереди и широким отверстием открывается наружу, между глазом и ноздрей. Задняя (внутренняя) камера сообщается с внешней средой тонким каналом, который открывается на поверхности головы около переднего угла глаза почти микроскопической порой. Однако размеры поры, когда это необходимо, могут, по-видимому, значительно увеличиваться: отверстие снабжено кольцевой замыкающей мускулатурой.

Перегородка (мембрана), разделяющая обе камеры, очень тонка, около 0,025 миллиметра. Густые переплетения нервных окончаний пронизывают ее во всех направлениях (до 1000 на квадратном миллиметре). Бесспорно, лицевые ямки - органы каких-то чувств. Но каких?

В 1937 году два американских ученых опубликовали результаты своих опытов. Им удалось доказать, что лицевые ямки - термолокаторы! Улавливают тепловые лучи и определяют по их направлению местонахождение нагретого тела, испускающего эти лучи.

Они экспериментировали с гремучими змеями, искусственно лишенными всех известных органов чувств. К змеям подносили обернутые черной бумагой электрические лампочки. Пока лампы были холодные, змеи не обращали на них никакого внимания. Но вот лампочки нагрелись, змея это сразу почувствовала. Подняла голову, насторожилась. Лампочку еще приблизили. Змея сделала молниеносный бросок и укусила теплую "жертву". Не видела, не обоняла ее, но укусила точно, без промаха.

Эксперимент с гремучей змей

Позднее другие американские и японские ученые исследовали гремучих змей и азиатских щитомордников. Было установлено, что ямкоголовые змеи обнаруживают нагретые предметы, температура которых хотя бы на 0,2 градуса выше окружающего воздуха. Тепло человеческих рук чувствуют за 30 сантиметров. Другие эксперименты показали еще более тонкую чувствительность: разность температуры в 0,003 градуса на внешней и внутренней стороне мембраны.

В холодной комнате термолокаторы работают точнее. Это и понятно: температурный уровень живого тела повышается по отношению к внешней среде.

Не совсем ясен биофизический принцип действия термолокаторов змей. Прежде предполагался эффект своеобразного термоэлемента. Но возможна и система разности давлений.

Тончайшая мембрана, разделяющая две камеры лицевой ямки, подвергается с разных сторон воздействию двух разных температур: это может восприниматься терморецепторами непосредственно. Внутренняя камера сообщается с внешней средой узким каналом, входное отверстие которого может быть закрыто. И тогда нагрев и соответственно давление воздуха в ней зависят от количества тепловой радиации, поглощенной передней стенкой мембраны. Нагреваясь через нее, воздух во внутренней камере расширяется, давит на мембрану.

По разности давления на мембраны правой и левой ямок змея, очевидно, узнает, в какой стороне излучающий тепло объект. Поворачивая к нему голову, находит положение прямо на объект: давление на обеих мембранах одинаковое. Определение расстояния до него производится (рефлекторно) по принципу стереоскопического дальномера - пеленгация по величине угла пересечения направлений на один излучающий объект из двух воспринимающих точек.

Органы термолокации обнаружены и у питонов, удавов (небольшие ямки на губах). У африканских гадюк рода битис есть "подкожные пазухи, открывающиеся над ноздрями". Возможно, они функционируют как термолокаторы. Но у многих гадюк никаких следов подобных органов пока не найдено. Однако гадюки в полной темноте находят неподвижную мышь (но живую!), почувствовав ее присутствие уже на расстоянии. Очевидно, тоже как-то улавливают инфракрасные (тепловые) лучи, хоть и в малой дозе, но излучаемые в пространство крохотным тельцем грызуна.