Відомо, що смертоносні змії вражають надзвичайно швидко, і легко припустити, що якщо вам не пощастить бути укушеним, момент контакту буде простим, як і раптовим – блискавичне проникнення, що викликає надзвичайну ситуацію. Однак, результати нещодавнього дослідження, яке зафіксувало на відео в ультра-сповільненому русі стилі атаки 36 дуже отруйних змій, можуть виявитися дещо тривожними, адже вони показують, що зміїні укуси далеко не такі прості, як це здавалося раніше.
Новий погляд на стратегії зміїних атак
Це дослідження, очолене науковцями зі Школи біологічних наук Університету Монаша, що в Австралії – країні, відомій своєю дикою та часто небезпечною фауною – не обмежувалося лише місцевими плазунами. Натомість австралійські вчені співпрацювали з дослідниками центру Venomworld – спеціалізованого закладу зі збору отрути, розташованого на східній околиці Парижа. Центр Venomworld, який є важливою установою для вивчення токсинів та розробки протиотрут, містить десятки видів змій з трьох великих родин отруйних плазунів: гадюк (Viperidae), аспідів (Elapidae) та вужеподібних (Colubridae).
Гадюки – це родина змій, що зустрічаються по всьому світу і відомі своїми довгими, рухливими зубами, які складаються до рота, коли не використовуються. До них належать гримучі змії, як-от західна діамантова гримуча змія, яка, як вважається, завдає більше укусів людям, ніж будь-яка інша змія у Сполучених Штатах. Аспіди – інша родина, поширені в тропічних і субтропічних регіонах, мають нерухомі і часто коротші передні зуби, через які впорскують високотоксичну отруту. Серед аспідів – кобри, відомі своєю характерною «капюшоном», а також австралійські смертельні гадюки та тигрові змії, які є одними з найотруйніших у світі. Вужеподібні – це найчисленніша родина змій, більшість видів якої є неотруйними, але деякі мають задні ікла. На відміну від гадюк та аспідів, отруйні вужеподібні, як-от мангрова змія (також відома як золотообідкова котяча змія), що широко поширена в Південно-Східній Азії, зазвичай мають отруйні зуби, розташовані в задній частині щелепи.
Це дослідження є новаторським завдяки надвисокій частоті кадрів – понад 1000 кадрів на секунду – що дозволила досягти камера, яка фіксувала поведінку тварин, а також завдяки одночасній зйомці двома камерами, встановленими в різних положеннях. Це дало змогу програмному забезпеченню генерувати 3D-моделі атак, пропонуючи неперевершений рівень деталізації. Це було також найбільше дослідження такого типу, яке порівнювало змій різних родин, надаючи всебічний погляд на їхні відмінності. Змій спонукали атакувати циліндри з медичного гелю, які були пофарбовані двома крапками (щоби нагадувати очі), нагріті до температури тіла ссавців і розміщені на одному кінці зміїного гака. Атаки провокувалися шляхом наближення та раптового відведення гелю, а іноді й постукуванням змії по хвосту. Було зафіксовано численні атаки від кожного виду змій, що забезпечило багатство даних для аналізу.
Особливості укусів різних родин змій
Можливо, найцікавіша, і водночас – найтривожніша особливість отриманих результатів полягає в тому, що укуси отруйних змій, як правило, не є простими. Навпаки, кожна родина змій демонструвала характерні способи максимізації ефекту контакту, що допомагає їм більш ефективно передавати отруту.
Гадюки використовували свої складні зуби, щоб здійснювати серійні проникнення під час одного удару. Близько половини з 31 дослідженого виду гадюк часто посилювали перше проникнення, у цьому випадку «один або обидва зуби витягувалися з гелю та повторно проникали під більш вигідним кутом», – йдеться у дослідженні.
Ось відео китайського мокасина, різновиду гадюки: https://www.youtube.com/watch?v=0SXYhf9De9Y
«Коли змія лише досягала здобичі і потребувала кращого захвату, зуб витягувався, і той бік щелепи рухався вперед, ‘просуваючи’ зуб далі на здобич, щоб його можна було повторно проникнути в кращому положенні», – додали дослідники, описуючи складну техніку, що забезпечує глибоке введення отрути.
Нерухомі зуби аспідів не дозволяли їм застосовувати такий спосіб. Замість цього вони вдавалися до багаторазових ін’єкцій отрути в початковому місці. «Після першого укусу вони трохи відпускали і кусали знову кілька разів», – зазначили дослідники. «Ця повторювана дія укусу, ймовірно, є результатом багаторазового напруження м’язів для стискання отруйної залози та введення більшої кількості отрути, компенсуючи тим самим неможливість повторного проникнення».
Ось відео капської коралової змії, або капської кобри, представника аспідів: https://www.youtube.com/watch?v=z5Y5b15srG4
Отруйні вужеподібні розробили третю методику, яка створювала найбільші рани. «Після контакту зі здобиччю вони закривали рот і починали поперемінно перетягувати свою верхню щелепу по поверхні здобичі, що призводило до двох ран у формі півмісяця. Ця велика рана, ймовірно, забезпечує ефективну передачу отрути до здобичі», – пояснили науковці, розкриваючи унікальний спосіб вужеподібних максимізувати ушкодження.
Швидкість атаки – визначальний фактор
Дослідження також дозволило порівняти тривалість зміїних атак – від початку до контакту – між різними видами, виявивши, що гадюки були найшвидшими в середньому, але деякі аспіди дорівнювали найшвидшим з них. Попередні дослідження встановили, що люди та інші ссавці мають рефлекси переляку, які ініціюють рух тіла в діапазоні 60-395 мілісекунд після подразника. У цьому дослідженні 84% зафіксованих гадюк досягали своєї здобичі протягом 90 мс після початку удару, а 55% робили це лише за 60 мс. Серед аспідів тривалість для груболускової смертельної гадюки, мешканки пустель Північної Австралії, становила лише 30 мс, тоді як африканська лісова кобра досягала своєї цілі в середньому за 73 мс. Ці цифри яскраво демонструють, наскільки мало часу є у потенційної жертви для реагування.
Наслідки для людини та захист від укусів
Кілька смертоносно небезпечних видів змій широко поширені в Австралії, навіть у помірному південному кліматі, де проживає більшість населення. Зустріти їх можна під час походу в сільській місцевості, на території ферми або навіть на присадибній ділянці в передмісті, особливо наприкінці весни, коли багато змій виходять із зимових схованок і вирушають на полювання. Офіційна політика, яку постійно нагадують мешканцям, – це уникати тривоги або спроб вбити змій, оскільки їхні взаємодії з людьми є суто оборонними. Результати дослідження підтверджують цю пораду: якщо отруйна змія перебуває в межах досяжності удару, ви, ймовірно, безсилі відвернути атаку, тому що вона досягне вас раніше, ніж ви зможете зрушити з місця.
Проте, несподівані зустрічі трапляються, і близько 3000 австралійців щороку отримують укуси. Зазвичай лише два з цих укусів є смертельними. Хоча наявність протиотрути сприяє виживанню, спостережена в дослідженні складність укусів допомагає пояснити, чому деякі зміїні укуси є набагато смертоноснішими за інші, залежно від виду змії та її унікальної техніки атаки.
Це дослідження було опубліковане 23 жовтня у «Журналі експериментальної біології» (Journal of Experimental Biology).
