Биологи впервые точно измерили скорость, с которой гадюка или гремучая змея выбрасывает голову и кусает жертву, выяснив, что змея разгоняется до 100 километров в час всего за 79 миллисекунд, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

"В природе, все столкновения между хищниками и жертвами носят уникальный характер - они гораздо разнообразнее того, что мы можем увидеть при их взаимодействии в лаборатории. Современные технологии позволили нам понять, что именно определяет успешную охоту или побег от хищника, и приблизиться к раскрытию эволюционных факторов, движущих хищниками и их жертвами", - заявил Тимоти Хигхэм (Timothy Higham) из университета Калифорнии в Риверсайде (США).

Еще со времен средних веков и даже более ранних эпох существования человечества гадюки, гремучие змеи и прочие представители семейства гадюковых (Viperidae) считаются символом молниеносной реакции, сверхвысокой скорости и почти гарантированной точности попадания в жертву.

Все эти змеи охотятся на мелких млекопитающих и рептилий из засады, выпрыгивая на них с огромной скоростью, раскрыв пасть на 180 градусов и буквально «вбивая» свои клыки в плоть жертвы. Хигхэм и его коллеги решили детально изучить этот процесс, отправившись в пустыню Мохаве на юго-западе США, где живут знаменитые гремучие змеи.

Расставив фотоловушки по территории пустыни, ученые подключили их к компьютеру и централизованно следили за перемещениями и охотой змей, излюбленной жертвой которых являются американские кенгуровые прыгуны (Dipodomys merriami) - крупные грызуны, похожие на тушканчиков, передвигающиеся по пескам пустыни в похожей «прыгающей» манере.

Для съемки змей ученые использовали высокоскоростные инфракрасные камеры, способные получать 500 кадров в секунду в трехмерном формате, а также специальные системы тепловой «подсветки». Когда змея начинала охотиться, компьютер оповещал Хигхэма и его команду, и ученые начинали «вручную» следить за тем, как гадюки пытались поймать прыгунов. Ученые облегчили змеям задачу, разбросав вокруг них семена растений, которыми питаются их жертвы.

Эти наблюдения развеяли один из мифов, связанных с гадюками - оказалось, что они достаточно часто промахиваются, перелетая или недолетая до грызуна, особенно если ему удалось заметить хищника в последний момент перед прыжком гремучей змеи. С другой стороны, оказалось, гадюки действительно двигаются очень быстро и кусают с огромной силой.

В среднем, змея ударяет по грызуну уже через 60-70 миллисекунд после того, как прыгун попадает в радиус удара. За это время голова змеи пролетает около 12-16 сантиметров, двигаясь со скоростью 3,5 метра в секунду и ускоряя свое движение на 170-506 метров на секунду в квадрате. Это соответствует перегрузке в 50g - максимальной отметке, которую может пережить человек - и примерно равно тому, с какой скоростью выбрасываются подушки безопасности в машине.

Несмотря на столь внушительные скорости и ускорение, охота змеи на грызунов заканчивалась успехом лишь в половине случаев - в 50% случаев прыгуны успели среагировать на прыжок змеи и спастись, используя своеобразные «пружины» в своих ногах. В некоторых случаях этого даже не понадобилось, так как змея ошиблась с расчетом «баллистики» прыжка и не долетела до прыгуна.

Как объясняет Хигхэм, эволюционная «гонка вооружений» заставила прыгунов научиться запасать потенциальную энергию в своих сухожилиях и высвобождать ее в критических ситуациях. Когда змея прыгает на грызуна, прыгун неожиданно подпрыгивает вверх на большую высоту, и гадюка пролетает через то место, где он стоял 30 миллисекунд назад.

В ближайшее время авторы статьи планируют провести похожие эксперименты с участием других гадюк и грызунов, которые покажут, является ли гремучая змея рекордсменом по скорости движения и ускорения, или у нее есть достойные конкуренты среди ее родичей.

МОСКВА, 13 янв - РИА Новости . Биологи впервые точно измерили скорость, с которой гадюка или гремучая змея выбрасывает голову и кусает жертву. Змея разгоняется до 100 километров в час всего за 79 миллисекунд, утверждает журнал Scientific Reports.

"В природе все столкновения между хищниками и жертвами носят уникальный характер - они гораздо разнообразнее того, что мы можем увидеть при их взаимодействии в лаборатории. Современные технологии позволили нам понять, что именно определяет успешную охоту или побег от хищника, и приблизиться к раскрытию эволюционных факторов, движущих хищниками и их жертвами", — рассказал Тимоти Хигхэм (Timothy Higham) из университета Калифорнии в Риверсайде.

Еще со Средних веков и даже более ранних эпох гадюки, гремучие змеи и прочие представители семейства Viperidae считаются символом молниеносной реакции, сверхвысокой скорости и почти гарантированной точности атаки жертвы.

Все эти змеи охотятся на мелких млекопитающих и рептилий из засады, выпрыгивая с огромной скоростью, раскрыв пасть на 180 градусов и буквально "вбивая" свои клыки в плоть жертвы. Хигхэм и его коллеги решили детально изучить этот процесс, отправившись в пустыню Мохаве на юго-западе США, где во множестве живут гремучие змеи.

Расставив фотоловушки, ученые подключили их к компьютеру и централизованно следили за охотой змей, излюбленной жертвой которых являются американские кенгуровые прыгуны (Dipodomys merriami) - крупные грызуны, похожие на тушканчиков и передвигающиеся по пескам в той же "прыгающей" манере.

Для съемки змей ученые использовали высокоскоростные инфракрасные камеры, способные получать 500 кадров в секунду в трехмерном формате, а также специальные системы тепловой "подсветки".

Наблюдения сразу развеяли один из мифов: оказалось, что змеи достаточно часто промахиваются, перелетая или не долетая до грызуна, особенно если ему удалось в последний момент заметить хищника. С другой стороны, оказалось, что змеи действительно двигаются очень быстро.

В среднем змея кусает грызуна уже через 60-70 миллисекунд после того, как тот оказывается в радиусе броска. За это время голова змеи пролетает порядка 12-16 сантиметров, двигаясь со скоростью три с половиной метра в секунду и ускоряя свое движение на 170-506 метров в секунду за секунду. Это соответствует перегрузке в 50g - максиму, который может пережить человек - и примерно равно скорости срабатывания подушки безопасности в машине.

Несмотря на столь внушительные скорости и ускорение, охота змей на грызунов заканчивалась успехом лишь в половине случаев - в остальных прыгуны успевали среагировать на бросок змеи и спастись, используя мускульные "пружины" в ногах. В некоторых случаях не требовалось даже этого, так как змея ошибалась с расчетом "баллистики" броска и промахивалась.

Как объясняет Хигхэм, эволюционная "гонка вооружений" заставила прыгунов научиться запасать энергию в сухожилиях и резко высвобождать ее в критических ситуациях. Когда змея бросается на грызуна, тот стремительно подпрыгивает на большую высоту, и гадюка пролетает через то место, где он стоял 30 миллисекунд назад.

Вилорог. Это элегантное создание — самое быстрое наземное животное Северной Америки, развивающее скорость под 90 км/ч. На короткой дистанции вилорог не смог бы обогнать гепарда, но легко оторвался бы от него на сколько-либо длинной трассе. Выносливость позволяет вилорогам мигрировать каждый год на сотни километров.

Бразильский складчатогуб. Самая скоростная из летучих мышей, разгоняющаяся почти до 100 км/ч в пикировании. Складчатогубы живут большими колониями в пещерах, под мостами и в старых зданиях. По вечерам они одновременно вылетают на охоту, формируя потрясающую «кинематографическую» картину.

Парусник и меч-рыба. Любопытный пример ничьей — разные источники называют то парусника, то меч-рыбу самой быстрой в мире рыбой, развивающей скорость от 100 до 130 км/ч. Одно из исследований, отдающее победу меч-рыбе, обнаружило с помощью МРТ, что в верхней челюсти рыбы расположена миндалина, выпускающая масло. Растекаясь вокруг рыбьей головы, масло снижает трение о воду и повышает скорость.

Калипта Анны. Верхний предел скорости этой птицы — 80 км/ч, что кажется не слишком впечатляющим результатом, пока вы не оцените её размер. Биолог Кристофер Кларк из Калифорнийского университета в Беркли посчитал, что при такой скорости колибри покрывает 385 размеров своего тела за секунду, испытывая сильнейшие перегрузки в 10G.

Гепард. Далеко не самое быстрое животное на Земле, уступающее первенство птицам, рыбам и даже насекомым, но всё ещё быстрейшее сухопутное и быстрейшее млекопитающее. Достигает скорости более чем в 100 км/ч, разгоняясь от 0 до 100 за три секунды.

Чёрный марлин. Согласно BBC, максимальная скорость, развитая чёрным марлином, составляет 130 км/ч. Её измеряли по тому, как быстро сматывалась леска с удочки при поимке рыбы, что является несколько спорным методом. Двигалась ли в этот момент лодка, плыла ли рыба по прямой? Так или иначе, неудивительно, что с такой скоростью чёрный марлин очень популярен среди любителей спортивной рыбалки.

Слепень. Если вас когда-нибудь преследовала одна из этих кусачих тварей, вы в курсе, насколько они быстрые. Джерри Батлер, энтомолог из Флоридского университета, заявляет, что взрослый самец слепня Hybomitra развивает скорость свыше 144 км/ч. Правда, точно измерить скорость насекомого сложно из-за размера, нелинейности полёта и иных факторов.

Иглохвостый стриж. Эта птица развивает скорость почти до 170 км/ч, что делает её самым быстрым летающим животным. Она обитает в Азии и Австралии, изредка залетая в Европу.

Клещ. Если брать самое быстрое в мире животное по отношению к длине собственного тела, то никто не угонится за клещом вида Paratarsotomus macropalpis. За секунду он покрывает расстояние в 320 собственных размеров — всё равно как люди бы разгонялись до 2090 км/ч.

Сапсан. Хотя летает сапсан медленнее, чем иглохвостый стриж, в пикировании за добычей он разгоняется до 390 км/ч. Удар когтями после разгона настолько сильный, что может оторвать жертве голову.

На сегодняшний день ученым известен вид змей, который по праву можно назвать быстрейшим во всем мире. Речь идет о рептилии, проживающей в Африке, - черной мамбе. Мало кто из жителей Европы знает, какая змея самая быстрая и что она проживает на самом южном континенте мира. Однако местные жители знакомы с ней не понаслышке.

Самая быстрая змея, скорость которой может превышать 20 км/час, предпочитает жизнь в условиях саванны и степей, но нередко посещает и дома людей, проживающих в странах Африки. Примечательно, что существующий миф о том, что черная мамба может долгое время преследовать жертву, - всего лишь вымысел. Она может передвигаться с огромной скоростью, но лишь на короткие дистанции. В этой статье мы рассмотрим, какая самая быстрая змея в мире, где она обитает, способы ее передвижения и строение тела.

Места обитания

Черная мамба - это исключительно африканский вид змей. Она распространена по всей территории Африки, но наиболее предпочтительные для нее засушливые местности Южной и Восточной части материка. Основные места обитания - это саванны и редколесья. Преимущественно самая быстрая змея ведет наземный образ жизни, но иногда забирается на деревья. Черная мамба имеет очень широкий ареал обитания. Эти пресмыкающиеся часто встречаются в Намибии, Квазулу-Натале, Замбии, Малави, Ботсване, Мозамбике, Конго, Судане, Эритрее, Сомали, Кении и Танзании. Кроме того, специалисты утверждают, что встречи с этой рептилией не раз фиксировались и на территориях Руанды и Бурунди.

Черная мамба не приспособлена к жизни на деревьях, потому проживает в саваннах, среди небольших кустарников. Зачастую, для того чтобы погреться на солнце, она взбирается на дерево, но основную часть жизни проводит на земле. В редких случаях рептилия поселяется в термитниках и дуплах деревьев. Кроме того, известны многочисленные случаи, когда самая быстрая змея селилась в домах людей. Как правило, ее привлекают мелкие грызуны, соседствующие с человеком.

Внешний вид

Какая же у самой быстрой змеи на суше особенность, за которую она получила свое имя? Ответ на этот вопрос знает далеко не каждый. Эта рептилия получила свое название не за окрас тела, а за особенность рта, которая придает ей жуткий внешний вид и смертельную опасность для человека. Размеры самой быстрой змеи делают ее второй по величине ядовитой змеей в мире после королевской кобры. В длину она может достигать 4 метров, но это является максимальным размером. Стандартная длина среднестатистической особи - от 2 до 3 метров.

Хотя эта рептилия и носит такое название, однако окрас ее далеко не черный. Свое название она получила за необычный угольно-черный цвет пасти. Само же тело змеи имеет темный оливковый оттенок с металлическим отблеском. При этом задняя часть, ближе к окончанию хвоста, более темная, чем остальное тело. Брюшко черной мамбы имеет светлый коричневый цвет. Взрослые особи имеют более темный окрас тела, молодые значительно светлее.

Череп черной мамбы

Как и прочие виды змей, это пресмыкающееся обладает черепом диапсидного типа с редуцированными височными дугами. Кроме того, он является еще и кинетичным, что говорит о возможности раздвижения костей. Эта функция особенно важна при проглатывании пищи. Кости черепной коробки подразделяются на ряд видов: квадратные, височные, чешуйчатые и кости верхней челюсти. Челюсти, как верхняя, так и нижняя, разделены связками, обладающими хорошей эластичностью. Между собой они также подвижно связаны, благодаря чему черная мамба способна проглатывать добычу, превосходящую размеры пасти.

Челюсти и зубы

Черная мамба обладает хорошо развитыми зубами, которые есть как на верхней, так и на нижней челюсти. Зубы имеют длину 6,5 миллиметра. Они обладают тонкой формой и являются очень острыми. Это необходимо для постепенного проталкивания еды в пищевод.

Примечательно, что челюсти и зубы этой рептилии, как и у прочих видов змей, не предназначены для жевательной функции. Кроме мелких острых зубов, исполняющих функцию направления пищи, черная мамба имеет длинные ядовитые зубы. Они полые и напрямую соединены с железами, которые вырабатывают яд. Когда происходит укус, через ядовитые зубы в тело жертвы вводится яд. Интересным фактом здесь является то, что черная мамба, в отличие от других ядовитых змей, совершает не один укус, а серию, за которую она способна впрыснуть до 450 миллиграммов яда. Смертельной же дозой для человека является 10-15 миллиграммов.

Одной из главных особенностей черной мамбы является форма ее челюстей. Если внимательно посмотреть на нее, то может показаться, что рептилия улыбается. Но эта улыбка не добавляет ей миловидности. Повстречавшись с этим существом, нужно быть крайне осторожным. Укус черной мамбы в область ноги способен убить человека за 2 часа, если же он пришелся в область вены, то яд приведет к летальному исходу за несколько минут.

Позвоночник

Так как это пресмыкающееся не имеет развитых конечностей, в его позвоночнике отсутствуют специфические отделы. Он обладает повышенной гибкостью, однородностью и большой длиной. Примечательно то, что позвонки все абсолютно идентичны и к ним крепятся такие же одинаковые ребра. Их количество зависит от размеров змеи. Достоверно известно, что самая быстрая змея может иметь до 430 позвонков. Грудина, как и у других видов змей, у нее отсутствует. Благодаря этой особенности змея может сворачиваться в кольца настолько, насколько позволяет ее длина.

Конечности

Как и у других видов, конечности самой быстрой змеи в мире атрофированы. Однако эксперты, исследовавшие несколько особей из разных уголков Африки, выяснили, что у змей, которые обитают в северной части материка, присутствуют незначительные рудименты тазовых костей. Они более выражены, чем у южных обитателей.

Как передвигается черная мамба

Черная мамба, как и множество других подобных ей видов змей, передвигается двумя основными способами. Первый способ - так называемое движение гармошкой. Рептилия собирает все туловище вместе, затем уткнувшись в поверхность земли хвостом, отталкивается и благодаря этому движется вперед. После этого движения она подтаскивает заднюю часть тела, снова собираясь в клубок.

Второй метод передвижения - перемещение гусеницей. При помощи этого способа черная мамба двигается по прямой и преодолевает различные расщелины. Примечательно, что именно при движении на ровной прямой поверхности она способна развивать свою рекордно высокую скорость. Когда змея перемещается таким способом, она задействует брюшные чешуйки, погружая их в грунт. Когда чешуя оказывается под землей, пресмыкающееся при помощи мышц сдвигает ее к хвосту. В результате чего чешуйки по очереди отталкиваются от поверхности почвы и приводят тело змеи в движение. Как утверждают специалисты, своим движением чешуек этот метод напоминает греблю веслами.

Змея нападает так стремительно, что успевает укусить свою жертву четыре раза за доли секунды.Если бы человек двигался с таким же ускорением, то просто терял бы сознание.

Техасский гремучник, притаившийся среди песков или лугов южной Калифорнии (США), - один из самых терпеливых хищников в мире.

Эти змеи, как правило, проводят свою жизнь в одиночестве, прячась в засаде в ожидании следующего обеда.

Ждать они могут долго. В случае необходимости способны обходиться без пищи до двух лет, но как только им представляется шанс, становятся одними из самых опасных и умелых охотников на планете.

И, как и у всех змей, их главное оружие - не в размере и не в силе, а в скорости.

По данным исследования, опубликованного в марте 2016 года, укус змеи занимает от 44 до 70 миллисекунд.

Для наглядности: на то, чтобы моргнуть, у человека уходит примерно 200 миллисекунд. Получается, что за это время особо безжалостная змея способна укусить его аж четыре раза.

Это почти невообразимая скорость: выходит, змеи жалят гораздо быстрее, чем мы можем пошевелиться.

На самом деле, если бы мы двигались с таким же ускорением, как змеи, мы бы просто упали в обморок.

"В большинстве случаев у потенциальной добычи нет никаких шансов уцелеть", - рассказывает Дэвид Пеннинг, сотрудник Университета Луизианы в городе Лафейетте (США).

Он в течение нескольких месяцев наблюдал за гремучниками, а также за самыми разнообразными ядовитыми и безвредными змеями с помощью высокоскоростной камеры.

"Эти хищники способны добраться до цели и нанести удар еще до того, как жертва осознает, что подверглась нападению".

Так быстро могут двигаться не только гремучники. Общее число видов змей на планете оценивается в 3,5 тысячи - от крошечных гадюк до огромных питонов, - но изученных из них очень мало.

Впрочем, даже если брать только те виды, которые уже исследованы, очевидно, что развивать такое поразительное ускорение способны очень многие.

Это связано с уникальной физиологией змей, которая совершенствовалась в течение миллионов лет.

Во-первых, змеи чрезвычайно мускулисты. Тогда как в человеческом теле насчитывается 700-800 мышц, у змей - даже у самых малюсеньких - их от 10 до 15 тысяч.

Как это обилие мышц позволяет змее двигаться с такой головокружительной скоростью - пока неизвестно.

Некоторые считают, что они сжимаются и копят энергию для броска, а потом распрямляются, как пружина.

Однако у змей есть еще более интересная особенность, которая ставит в тупик ученых.

Поскольку эти рептилии нападают с такой скоростью, на их тело воздействуют огромные перегрузки - такие, которые могли бы полностью обездвижить практически любое животное.

Пеннинг обнаружил, что в момент броска на змею воздействует сила, в 30 раз превышающая силу земного притяжения.

При этом самые натренированные летчики-истребители ощущают, что руки и ноги перестают их слушаться уже при перегрузке, в 8 раз превышающей силу притяжения, когда выполняют стремительные трюки в воздухе.

Под воздействием перегрузки в 10 раз больше силы притяжения они быстро теряют сознание.

"Известно, что хамелеоны и некоторые саламандры при нападении стремительно вытягивают язык в сторону добычи, и ускорение при этом может быть гораздо больше, чем у жалящей змеи, - поясняет Пеннинг. - Однако основная разница состоит в том, что таком случае движется только язык, а не мозг".

Головной мозг просто не в состоянии вынести большое ускорение.

"Мозг - это невероятно тонкий орган, который характеризуется сверхчувствительностью к ускорению и ударам, - рассказывает Пеннинг. - Поэтому-то игроки в американский футбол и надевают шлемы, а сотрясение мозга относится к серьезным травмам".

Когда летчик-истребитель подвергается воздействию сильного ускорения, кровь отливает к ногам, лишая головной мозг жизненно необходимого ему кислорода.

Если это происходит слишком быстро, кровь не успевает вернуться обратно к мозгу, и человек теряет сознание.

Однако змеи умудряются справиться с этой трудностью и сохранять полный контроль над ситуацией, двигаясь при этом с гораздо большим ускорением и поражая свою жертву с сокрушительной силой. Отчасти это объясняется строением змеиного черепа.

"Череп змеи невероятно динамичен и подвижен, - говорит Пеннинг. – Наличие в нем большого количества различных суставов придает змее гибкость и маневренность".

Пеннинг считает, что разница при этом такая же, как если "ударить по мешку или ударить по кирпичной стене".

По его словам, "стена стоит на месте и принимает весь удар, а мешок движется, как бы распределяя сотрясение".

Ученые сейчас пытаются выяснить, как ведут себя в таких чрезвычайных обстоятельствах скелет и нервная система змеи.

Полученные знания они собираются использовать для защиты человека в ситуациях, когда на его тело воздействует большая перегрузка.

Мысль о том, что изучение тактики нападения змеи поможет нам проектировать автомобили, которые будут лучше защищать людей от воздействия ударов, может показаться забавной. Но она значительно ближе к реальности, чем можно ожидать.

"Сейчас мы пытаемся выяснить, что именно происходит, когда змея поражает свою жертву", - рассказывает Пеннинг.

"Змеи способны вытянуть голову, замереть, немедленно перестроиться в оборонительную позицию, а затем повторять эти движения вновь и вновь".

"Вопрос в том, что помогает им относительно безболезненно переносить такие нагрузки, и можно ли использовать их секрет в будущем на благо человечества", - заключает он.