I serpenti strisciano a causa di un coefficiente di attrito irregolare e di una costante ridistribuzione del peso. Metodi di movimento di un serpente Quale metodo di movimento ha un serpente

I serpenti non hanno gambe e nemmeno i loro rudimenti, ma come fanno a “correre” così velocemente? Interesse Chiedi. I serpenti, avendo perso gli arti, tornarono al loro vecchio metodo di movimento. Ci sembra che il serpente si muova con l'aiuto degli scudi addominali, catturandoli a terra. Ma questo non è vero. Osservando attentamente il movimento del serpente e avendo studiato decanalmente i metodi del suo movimento, si è scoperto che si muovono in un modo molto specifico, utilizzando il movimento di tutto il corpo. Il serpente piega il suo corpo su un piano orizzontale, creando ondate di curve che si susseguono continuamente da davanti a dietro, creando una forza che muove il serpente in avanti.

Una superficie perfettamente piana funge da ostacolo al movimento del serpente. I serpenti non possono strisciare sul vetro o . Ma se c'è anche la minima asperità, il movimento è del tutto possibile. Secondo questo principio i serpenti “camminano” sulla sabbia. Quando si piega il corpo, la sabbia sciolta si muove e forma delle pieghe che aiutano il movimento. È vero, la velocità del movimento è molto lenta.

Quando si muove su una superficie liscia, si verifica un attrito tra la parte anteriore del corpo e il terreno (attrito statico), il serpente raccoglie il corpo in una fisarmonica e tira in avanti la parte posteriore: l'attrito scorrevole è inferiore all'attrito statico. Quindi, appoggiandosi alla coda del serpente, la parte anteriore del corpo si lancia in avanti e si contrae nuovamente a fisarmonica. Grandi serpenti con un corpo pesante e forte usano questo metodo di movimento. Così “camminano” boa costrittori, serpenti e vipere.

C'è un altro modo in cui un serpente può muoversi. Si basa sulla differenza tra attrito statico e attrito radente. Quando striscia in questo modo, il serpente non si piega e il suo corpo rimane dritto. Una parte degli scudi sul ventre è fissata al suolo e l'altra parte viene tirata in avanti dai muscoli. Gli scudi mobili sono fissi e quelli che non erano mobili vengono serrati. Questo metodo di movimento "semplice" è utilizzato dai serpenti con corpi corti e spessi, alcuni di loro sono boa e serpenti ciechi.

Entrambi i metodi di movimento dei serpenti descritti non consentono loro di strisciare rapidamente, sebbene consentano loro di superare superfici lisce. Per muoversi rapidamente, i serpenti usano il “movimento laterale”. Il metodo laterale di "camminare" dei serpenti può essere osservato solo in loro e altri animali usano altri metodi quando si muovono.

Quando si muove lateralmente, il serpente, sdraiato a terra o sulla sabbia, alza la testa, quindi la parte anteriore del corpo, la piega ad angolo retto e la posiziona in un nuovo posto. L'enfasi è posta su due punti, il serpente fa lo stesso con il resto del corpo, quindi in alcune parti muove il corpo in avanti e di lato mentre si muove. Durante tale movimento, nella sabbia rimangono tracce sotto forma di impronte del corpo del serpente, dirette obliquamente rispetto alla direzione del movimento; Ecco come camminano i serpenti della specie - vipere cornute, efa, serpenti a sonagli che vivono nelle sabbie.

Non c'è dubbio che l'immaginazione della natura supera significativamente quella dell'uomo: forme sorprendenti, colori vivaci, tutte le possibili dimensioni di rappresentanti viventi ed estinti di flora e fauna spesso semplicemente non rientrano nel quadro della nostra percezione. Ma, a differenza dei personaggi dei libri e dei film di fantascienza, negli organismi reali ciascuna di queste caratteristiche espressive è necessaria per svolgere una particolare funzione. Ciò influisce soprattutto sul metodo di movimento.

Scaglie di pesce lisce ricoperte da un sottile strato di muco; piume di uccelli resistenti ma leggere; sottili membrane coriacee di lucertole volanti; artigli di gatto; distante pollice nei primati; numerosi “reperti” per la camminata eretta, di cui le persone sono così orgogliose; gli artropodi hanno sei o anche più paia di zampe. Ma ognuno di questi arti deve essere controllato e persino bilanciato con il resto del corpo, in modo da non doverlo sollevare di nuovo.

A questo proposito hanno fatto serpenti, vermi e anfibi senza gambe giusta scelta- se sei già in superficie, in realtà non hai nessun posto dove cadere. Ma la meccanica del loro movimento si è rivelata molto più complicata di quanto sembrasse. David Hu della New York University e i suoi colleghi

ha dimostrato che il caratteristico strisciamento è assicurato dalla distribuzione irregolare della forza di attrito lungo la superficie del corpo a contatto con il suolo e dalla costante ridistribuzione del peso.

È così che differiscono fondamentalmente dai loro "fratelli" nella sfortuna: vermi e anfibi senza gambe. Questi ultimi sintetizzano una copiosa quantità di muco, i vermi si spingono in avanti aggrappandosi a piccoli peli. Ma nel caso dei serpenti, fino a poco tempo fa, si poteva fare affidamento solo su ipotesi.

Secondo uno di essi la forza di attrito in direzione longitudinale era significativamente inferiore a quella in direzione trasversale. Se aggiungiamo la capacità di ruotare, gli anelli forniranno la stabilità necessaria, mentre l'avanzamento continuerà. Una dimostrazione di questo approccio sono i serpenti robotici su ruote, il cui corpo si muove facilmente in avanti e non si muove affatto lateralmente. Tuttavia, hanno anche bisogno di punti di supporto da cui partire. Nel caso della sabbia o della pietra nuda, questo approccio non funzionerà.

Autori pubblicazioni negli Atti di la nazionale L'Accademia delle Scienze ha ampliato in modo significativo la comprensione esistente del movimento di questi rettili. I loro reparti erano 10 giovani serpenti del latte (il serpente reale di Campbell o Lampropeltis triangulum campbelli). Questi serpenti che vivono dentro Nord America, sono noti per essere molto simili nell'aspetto alle velenose vipere dei coralli, sebbene essi stessi siano molto meno pericolosi.

Per cominciare, gli sperimentatori hanno soppresso i rettili e hanno misurato la forza di attrito in tutte le direzioni.

Come previsto, quando ci si sposta di lato si è rivelato quasi due volte più grande e all'indietro - una volta e mezza rispetto a quando ci si sposta in avanti.

Ma questo solo se la superficie è ruvida. Se qualcosa di superliscio fungeva da substrato, la forza di attrito in tutte le direzioni tendeva a zero. Tuttavia, non si aspettavano un miracolo dai serpenti: sarebbe strano credere che le squame si aggrappino in modo diverso a qualcosa a cui, in linea di principio, è impossibile aggrapparsi.

Il modello risultante spiega anche la capacità dei serpenti di muoversi su una superficie inclinata e fornisce velocità calcolate che si avvicinano quasi a quelle reali.

Distribuzione dinamica del carico durante la flessione laterale. Foto in alto: serpente che striscia sullo specchio. Questa immagine mostra l'"onda" utilizzata per ridistribuire il peso. Sebbene questa foto sia stata scattata a scopo dimostrativo (la superficie è liscia, quindi il rettile si muove difficilmente), lo stesso fenomeno è stato osservato quando si muoveva su superfici ruvide. Di seguito il calcolato forza motrice sul modello con divisa ( fila centrale) e distribuzione del peso non uniforme (riga inferiore). Il punto rosso segna il centro di massa, i punti neri indicano i punti di maggiore pressione sulla superficie //David L.Hu et al., PNAS

Gli scienziati spiegano i "chilometri all'ora" mancanti con una sorta di onda che il serpente invia attraverso il suo corpo. È stato possibile registrarlo registrando video il movimento su una superficie a specchio. In questo caso, i rettili non si staccano completamente dal corpo, ma riducono solo il carico su alcune aree, spostando costantemente il baricentro.

Gli autori si aspettano addirittura di trovare la loro scoperta uso pratico- tali robot in alcuni casi sono significativamente superiori ai robot con ruote e persino a "sei dita". Le ruote saranno assolutamente inutili se l’altezza dell’ostacolo è superiore alla metà del diametro della ruota, e gli arti richiedono molto più spazio per la manovra di un corpo sottile e flessibile. Quindi, durante la rimozione delle macerie o durante la ricognizione, questi serpenti robotici possono essere di grande utilità. Non resta che imparare a realizzare scaglie simili a serpenti.

Metodi di trasporto

Può sembrare molto difficile muoversi senza gambe, ma i serpenti lo fanno magistralmente. Sanno infatti muoversi sulla terraferma in quattro modi principali. Se un metodo non è adatto, ne usano un altro. A volte, soprattutto su superfici molto piatte, devono provare tutti e quattro i metodi. Il strisciamento dei serpenti può essere piuttosto rapido e alcuni di loro sono persino capaci di inseguire la preda. Tuttavia, anche il più serpenti veloci raramente raggiungono velocità superiori a 8 km/h. Il record di velocità strisciante è di 16-19 km/he appartiene al mamba nero.

1. Movimento della fisarmonica
Un modo in cui il serpente si muove è chiamato movimento a fisarmonica. Innanzitutto, il serpente raccoglie il suo corpo in pieghe. Quindi, tenendo ferma la punta della coda, spinge in avanti la parte anteriore del corpo. E infine stringe la parte posteriore del corpo.

2. Traccia il movimento
Con l'aiuto del movimento del bruco, il serpente può muoversi in linea retta. Usa questo movimento quando ha bisogno di superare qualche collo di bottiglia. Allo stesso tempo, il serpente muove le grandi squame situate sul suo ventre. Una dopo l'altra, le scaglie affondano nel terreno come piccole pale. Non appena le squame affondano nel terreno, i muscoli le spostano verso la coda. Una dopo l'altra, le squame vengono respinte dal terreno e, per questo motivo, il serpente si muove. Questo è lo stesso metodo che le persone usano quando remano su una barca. Immergono i remi nell'acqua proprio come i serpenti affondano le loro scaglie nella terra.

3. Movimento rotatorio
Progettato per muoversi su terreni duri. Per avanzare, il serpente piega il corpo di lato, appoggiandosi a pietre, radici, bastoni o altro oggetti duri. Durante questo movimento, i serpenti contraggono alternativamente i muscoli sui fianchi, in modo che il loro corpo si pieghi a forma di S: il serpente si dimena e striscia.
La flessione ondulatoria del corpo è il modo più comune di strisciare i serpenti. Un serpente che striscia tranquillamente è uno spettacolo sorprendentemente bello e ammaliante. Non sembra succedere nulla. I movimenti sono quasi impercettibili. Il corpo sembra giacere immobile e allo stesso tempo scorre velocemente. La sensazione di facilità di movimento di un serpente è ingannevole. Nel suo corpo sorprendentemente forte, molti muscoli lavorano in modo sincrono e misurato, muovendo il corpo in modo preciso e fluido. Ogni punto del corpo a contatto con il suolo si trova alternativamente nella fase di appoggio, di spinta o di trasferimento in avanti. E così costantemente: supporto-push-trasferimento, supporto-push-trasferimento... Cosa corpo più lungo, maggiore è il numero di curve e più veloce è il movimento. Pertanto, nel corso dell'evoluzione, il corpo dei serpenti è diventato sempre più lungo. A questo proposito, sono detentori del record tra i vertebrati. Il numero di vertebre in esse contenute può raggiungere 435 (nell'uomo, per confronto, solo 32-33).

4. Movimento rotatorio o laterale- Questo è un metodo di movimento utilizzato solo da alcune specie di serpenti che vivono nel deserto. Usando questo metodo, possono muoversi rapidamente attraverso la sabbia sciolta e si muovono così velocemente che è difficile seguirli. In questo caso, la testa del serpente va lateralmente e in avanti, quindi il corpo viene tirato su. I serpenti cominciano quasi a camminare, se si può dire di creature completamente senza gambe: appoggiandosi alla parte posteriore del corpo, portano la parte anteriore in avanti, poi viceversa.
In questo caso compaiono segni molto strani sotto forma di strisce parallele oblique con ganci all'estremità. Non immagineresti immediatamente che una traccia del genere possa essere lasciata Essere vivente! È così che si muove la sabbia - molto serpente pericoloso, che vive qui in Asia centrale.

Oltre a questi metodi, esistono ancora alcune tecniche di movimento molto insolite. Ad esempio, in Indonesia, Indocina e Filippine vivono serpenti del genere Chrysopelea, una sottofamiglia di falsi serpenti. Sono chiamati celesti per la loro grazia e bellezza. Il serpente del paradiso vive sulle palme, dove si nutre di lucertole. E se vuole cambiare luogo di residenza, vola su un'altra palma. Quando vola, il suo corpo assume una forma a S e la sua coda funge da timone. Prima di saltare, il serpente fa un respiro profondo, formando una camera d'aria all'interno del suo corpo che funge da una sorta di paracadute e gli permette di planare per una distanza fino a 35 metri.

Alcuni serpenti sono persino in grado di saltare in avanti, prima raccogliendo il loro corpo in anelli, come una molla, e poi raddrizzandolo bruscamente.

Il sistema muscolare dei rettili è rappresentato dai muscoli masticatori, cervicali, addominali, flessori ed estensori. Esistono muscoli intercostali caratteristici dei vertebrati superiori, che svolgono un ruolo importante nell'atto della respirazione. I muscoli sottocutanei consentono di modificare la posizione delle squame cornee.

Muscoli della testa.

A causa del fatto che i serpenti non masticano la preda, ma la ingoiano intera, i loro muscoli masticatori non raggiungono un forte sviluppo e servono per aprire e chiudere le mascelle e trattenere la preda con l'aiuto di numerosi piccoli denti. I muscoli facciali sono sottosviluppati, quindi le labbra e la punta del naso dei serpenti sono praticamente immobili e hanno una forte base di tessuto connettivo.

Muscoli della colonna vertebrale.

Questo gruppo muscolare è altamente sviluppato e ben differenziato. I serpenti hanno i seguenti gruppi di muscoli multisegmento:

Muscoli longissimus del tronco e della coda (m. longissimus trunci et coccygey) - Questi muscoli forniscono l'estensione della colonna vertebrale e i movimenti laterali del tronco.

Muscoli interspinosi (m. interspinales) - Contribuiscono all'estensione della colonna vertebrale.

Muscoli intertrasversali corti (m. intertransversarii) - forniscono movimenti laterali del corpo dei serpenti.

Elevatori costali m. levatori costarum) - Questi muscoli sono più sviluppati nei cobra nella regione cervicale e forniscono l'espansione del collo con la formazione di un “cappuccio”.

scheletro velenoso del sottordine del serpente

Divaricatori costali m. divaricatori costarum) - iniziano all'estremità prossimale della costola, terminando all'arco della vertebra sottostante.

Discendenti delle costole (m. depressores costarum) - iniziano sulla superficie ventrale dell'estremità prossimale della costola, terminando sulla superficie ventrale del corpo vertebrale.

Muscoli intercostali (m. intercostali) - situati tra le costole, altamente sviluppati.

I flessori della colonna vertebrale (m. flexores) - altamente sviluppati, soprattutto nei boa e nei pitoni, si trovano sulla superficie ventrale dei corpi vertebrali, diffondendosi in diversi segmenti - questi sono i muscoli lunghi del tronco e della coda.

Il forte sviluppo ed elasticità dei gruppi muscolari descritti garantisce un movimento di tipo serpentino, cioè il movimento utilizzando piegature del corpo e costole non chiuse ventralmente. In altre parole, i serpenti, contorcendosi, “camminano sulle loro costole”. Quando il serpente fa una curva, i muscoli longissimus e intertrasversali sul lato della curva sono tesi e sul lato opposto alla curva sono rilassati. Durante un affondo in avanti, questi muscoli si trovano nello stato funzionale opposto.

Movimento

Quando il serpente si muove, ogni scudo addominale, con l'aiuto dei muscoli corrispondenti, assume una posizione ad angolo retto rispetto alla pelle. Con lo scudo in questa posizione l'animale poggia a terra. Un movimento dei muscoli: lo scudo viene premuto sulla pelle e il successivo prende il suo posto. Mentre il serpente si muove, lo scudo dietro lo scudo diventa istantaneamente un punto di sostegno e repulsione, e solo grazie ad esso è possibile il movimento in avanti. Gli scudi servono il serpente come se avesse cento minuscole zampe.

I movimenti delle vertebre, delle costole, dei muscoli e degli scudi sono strettamente coordinati; si verificano sul piano orizzontale. La testa sollevata del serpente viene abbassata a terra, quindi viene tirato su l'anello del terzo anteriore del corpo; poi il serpente muove nuovamente la testa in avanti per appoggiarla nuovamente a terra, fa un altro movimento in avanti e trascina con sé tutto il corpo. Finché il serpente non trova un punto d'appoggio, non è in grado di muoversi. Il serpente non potrà muoversi sulla superficie liscia del vetro, poiché gli scudi trasversali scivoleranno solo lungo di essa.

Se segui un serpente mentre viene sottoposto ai raggi X, puoi vedere quanto sono complessi i movimenti coordinati del suo scheletro. La colonna vertebrale si piega facilmente in qualsiasi direzione e grazie a ciò il corpo del serpente può raggomitolarsi in un anello, oppure sollevarsi dal suolo per quasi un terzo della sua lunghezza o correre in avanti con una velocità incredibile.

Metodi di movimento di un serpente

In effetti, i serpenti possono spostarsi sulla terraferma in quattro modi principali. Se un metodo non è adatto, ne usano un altro. A volte, soprattutto su superfici molto piatte, devono provare tutti e quattro i metodi. Il strisciamento dei serpenti può essere piuttosto rapido e alcuni di loro sono persino capaci di inseguire la preda. Tuttavia, anche i serpenti più veloci raramente raggiungono velocità superiori a 8 km/h. Il record di velocità strisciante è di 16-19 km/he appartiene al mamba nero.

1. Movimento della fisarmonica.

Innanzitutto, il serpente raccoglie il suo corpo in pieghe. Quindi, tenendo ferma la punta della coda, spinge in avanti la parte anteriore del corpo. E infine stringe la parte posteriore del corpo.

2. Movimento tramite bruco.

Il serpente può muoversi in linea retta. Usa questo movimento quando ha bisogno di superare qualche collo di bottiglia. Allo stesso tempo, il serpente muove le grandi squame situate sul suo ventre. Una dopo l'altra, le scaglie affondano nel terreno come piccole pale. Non appena le squame affondano nel terreno, i muscoli le spostano verso la coda. Una dopo l'altra, le squame vengono respinte dal terreno e, per questo motivo, il serpente si muove.

3. Movimento rotatorio.

Progettato per muoversi su terreni duri. Per avanzare, il serpente piega il corpo di lato, appoggiandosi a pietre, radici, bastoni o altri oggetti duri. Durante questo movimento, i serpenti contraggono alternativamente i muscoli sui fianchi, in modo che il loro corpo si pieghi a forma di S: il serpente si dimena e striscia.

La flessione ondulatoria del corpo è il modo più comune di strisciare i serpenti.

4. Il movimento a spirale o laterale è un metodo di movimento utilizzato solo da alcune specie di serpenti che vivono nel deserto. Usando questo metodo, possono muoversi rapidamente attraverso la sabbia sciolta. In questo caso, la testa del serpente va lateralmente e in avanti, quindi il corpo viene tirato su. I serpenti cominciano quasi a camminare, se si può dire di creature completamente senza gambe: appoggiandosi alla parte posteriore del corpo, portano la parte anteriore in avanti, poi viceversa.

5. Movimento di scavo.

Questi includono, ad esempio, i serpenti ciechi.

Molte specie di serpenti ciechi hanno occhi piccoli che possono distinguere la luce dall'oscurità; alcune specie non hanno affatto occhi. Un cranio forte e grandi scudi sulla parte anteriore della testa aiutano i serpenti ciechi a costruire tunnel nello spessore del terreno sciolto.

I serpenti spesso si rifugiano sottoterra dal caldo o dal freddo. Altri trovano tane di piccoli animali e, arrampicandosi su di esse, mangiano i loro proprietari. Per alcuni serpenti del deserto la sabbia funge da ottimo riparo. Con solo la testa fuori dalla superficie, aspettano pazientemente la preda.

6. Aspetto legnoso.

Molti serpenti sono bravi ad arrampicarsi sui rami di alberi e cespugli. Ma alcune specie di serpenti trascorrono tutta la vita sulle cime degli alberi. Tali serpenti sono chiamati serpenti arboricoli. Quando va a caccia di lucertole, il serpente messicano dalla testa aguzza spesso lancia il suo corpo da un ramo all'altro. In preparazione al “volo”, il serpente appiattisce il corpo, allargando notevolmente le costole. Ciò le consente di planare agevolmente nell'aria.

Il movimento dei serpenti è pieno di affascinante originalità. La vista di un nastro che si contorce silenziosamente lascia un'impressione indelebile sullo spettatore e offre piacere estetico. Tuttavia, il tipico movimento del cosiddetto “serpente” non è affatto l’unico metodo utilizzato dai serpenti. IN condizioni diverse habitat, su diversi substrati, diversi serpenti hanno sviluppato una serie di tipi speciali di movimento. Con il movimento di tipo “serpentino”, il corpo si piega in modo ondulatorio e le onde risultanti sembrano correre lungo il corpo dalla testa alla coda. La parte arcuata del corpo, posta obliquamente rispetto alla direzione del movimento, poggia sul substrato e crea una forza di spinta. È diretto ad angolo rispetto al movimento, ma può essere scomposto in due componenti: perpendicolare e parallelo alla linea movimenti. La prima componente viene smorzata dalla resistenza del supporto, la seconda spinge il corpo in avanti.

Pertanto, maggiore è il numero di curve, maggiore è la forza motrice totale. Pertanto, i serpenti che utilizzano questo metodo di movimento hanno solitamente un corpo lungo, flessibile e snello. Questi sono, ad esempio, serpenti e serpenti: serpenti attivi che seguono e raggiungono la loro preda. Notiamo però che la velocità sviluppata dal Serpente anche durante la planata più veloce non supera, di regola, i 6-8 km orari, e in molte specie non raggiunge nemmeno i 5 km orari. Pertanto, una persona può facilmente raggiungere qualsiasi serpente se la competizione ha luogo spazio aperto. Molti lettori probabilmente sono interessati anche al risultato opposto: possiamo garantire con sicurezza che un serpente non può raggiungere una persona, anche se lo vuole davvero. Tuttavia, questa opzione è solo di interesse teorico, poiché i serpenti non inseguono mai una persona.

Poiché il movimento a serpentina sfrutta l'appoggio sul substrato, l'efficacia del movimento dipende dalla rugosità del supporto. Pertanto, il serpente non può muoversi sul vetro liscio: il corpo si dimena, ma l'animale rimane al suo posto. Oltre a un substrato liscio, anche un substrato sciolto, ovvero le sabbie mobili del deserto non sostenute dalla vegetazione, fornisce uno scarso supporto al corpo. In queste condizioni, alcune specie di serpenti (vipera dalla coda di sabbia, vipera dalla coda, serpente a sonagli cornuto) hanno sviluppato un tipo speciale di movimento: il "movimento laterale". In effetti, guardando il faff in movimento, sei convinto che non stia strisciando in avanti, ma come di lato. Tirando in avanti la parte posteriore del corpo, la lancia in avanti senza toccare il substrato e poi, appoggiandosi su tutto il lato del corpo, solleva la parte anteriore. Con un tale movimento, la traccia non è continua, ma è costituita da strisce parallele separate con estremità uncinate, posizionate ad angolo rispetto alla linea di movimento. Con questo metodo di movimento, il supporto è più solido e il serpente “cammina” letteralmente da una traccia all'altra.

Questo tipo di movimento è asimmetrico, quindi il carico sui muscoli non è uniforme. Per equalizzarlo, il serpente deve cambiare periodicamente “ lato lavorativo»corpo: strisciare in avanti a sinistra o a destra. Alcune specie di serpenti non inseguono la preda, ma la custodiscono, giacendo immobili in agguato. Tali serpenti sono inattivi e il loro corpo è solitamente spesso e corto. Sono incapaci di movimenti aggraziati come quelli di un serpente e devono abbandonare questo metodo, passando a un movimento di tipo rettilineo o a bruco. È particolarmente pronunciato nelle vipere africane grandi e tozze (manioca, vipera rumorosa).

Il corpo di una vipera strisciante non si piega affatto e, visto dall'alto, sembra che galleggi semplicemente sulla superficie. Di lato si può vedere chiaramente come una serie di contrazioni e allungamenti corre lungo il lato addominale, muovendo il serpente in avanti. Il disegno a zigzag sui lati del corpo sembra prendere vita, i suoi angoli diminuiscono o aumentano e sembra che la vipera “cammini” su una dozzina di paia di zampe corte. Nel movimento dei serpenti, soprattutto con quest'ultimo metodo, gli scudi addominali espansi svolgono un ruolo importante. Possono aderire strettamente l'uno all'altro, formando una superficie liscia, oppure contraendo i muscoli addominali, il loro bordo posteriore si abbassa e si crea un buon supporto. Manovrando i suoi scudi ventrali, il serpente può creare trazione o viceversa; fornire scivolamento su diverse parti del corpo. L'importanza degli scudi ventrali è confermata dal fatto che i serpenti marini, che vivono tutta la loro vita in ambiente acquatico, li ho persi. Il loro ventre è ricoperto dalle stesse piccole squame della schiena. E quindi, se un serpente del genere viene trascinato sulla terra, si dimena, ma non è quasi in grado di muoversi su un substrato solido. I serpenti scavatori, nuotatori e arboricoli hanno adattamenti specifici speciali per il movimento, che verranno discussi quando si descrivono queste specie.

I serpenti mangiano un'ampia varietà di animali, da vermi, molluschi e insetti a pesci, uccelli, roditori e piccoli ungulati. Tutti i serpenti sono carnivori e la stragrande maggioranza caccia prede vive. Solo alcune specie talvolta mostrano una predilezione per le carogne ( Vipera persiana, museruola ad acqua). Tutti i serpenti ingoiano la preda intera, senza strapparla o masticarla. La dieta dipende dalle dimensioni del serpente; Le specie di grandi dimensioni si nutrono di prede corrispondentemente più grandi. La composizione del cibo varia notevolmente con l'età: i giovani della maggior parte dei serpenti si nutrono di piccoli invertebrati e gli adulti di solito passano a nutrirsi di vertebrati.

Solo piccole specie di serpenti (serpenti ciechi, contia, ecc.) si nutrono di insetti, vermi, ecc. per tutta la vita. Molti serpenti si limitano a determinati alimenti e talvolta la specializzazione arriva al punto di provocare cambiamenti drammatici nella struttura lo scheletro del sistema dentale. Ad esempio, nel serpente dalle uova africano, che si nutre solo di uova di uccelli, il numero dei denti è diminuito e sono diventati piccoli e smussati, e i processi delle vertebre, perforando l'esofago, formano un'affilata “sega per uova”, che serve per tagliare il guscio dell'uovo. Grazie all'estensibilità della bocca e delle coperture del corpo, i serpenti possono ingoiare prede 2-3 volte più spesse di loro. Tuttavia, queste abilità hanno anche i loro limiti, e anche un boa constrictor o un pitone di 10 metri non può ingoiare un cavallo o una mucca adulti, come spesso riferiscono i “testimoni oculari” dopo il ritorno da viaggi lontani.

Gli animali più grandi mai inghiottiti dai boa raggiungevano le dimensioni di un maiale o di un capriolo. I serpenti ingoiano viva la preda catturata se è piccola e non oppone una forte resistenza. Per prede grandi e forti vengono utilizzati vari modi omicidi, principalmente strangolamento con anelli corporei. Questa tecnica è utilizzata dai boa constrictor e dalla maggior parte dei serpenti colubridi. È importante notare che, quando strangolato, il boa constrictor non schiaccia le costole della sua vittima, come spesso viene descritto. Comprime la vittima quanto basta per paralizzarne i movimenti respiratori. Una costola rotta nel corpo della preda sarebbe fatale per il serpente stesso, poiché una volta ingoiata trafiggerebbe facilmente la pelle molto tesa del serpente. Pertanto, la vittima entra nello stomaco non solo intera, ma anche intatta.

Speciale e molto metodo efficace uccidere la preda ha funzionato Serpenti velenosi. Specie velenose sono presenti nella famiglia degli animali già simili, ma i loro denti velenosi si trovano nelle profondità della bocca e raggiungono il corpo della vittima solo quando viene catturata con forza dalla bocca del serpente. Pertanto, tali specie sono costrette a trattenere le prede catturate. Nei serpenti marini, vipere, vipere e crotali, i denti velenosi si trovano anteriormente, in modo che questi serpenti, dopo aver dato un rapido morso e iniettato una porzione di veleno nel corpo della vittima, possano liberare la vittima e attendere il il veleno ha il suo effetto disastroso. L'emergere dell'apparato velenoso è senza dubbio associato a la caratteristica più importante serpenti: ingoiano intere prede di grandi dimensioni. Tali prede devono prima essere immobilizzate e il veleno svolge questo compito nel modo più perfetto. Inoltre, l'introduzione del veleno nel corpo della vittima accelera più volte la sua digestione, poiché il veleno dall'interno distrugge i tessuti del corpo della vittima, preparandoli all'assorbimento.

Va notato che i serpenti raramente sviluppano velocità davvero impressionanti. La maggior parte delle specie si muove a una velocità non superiore agli otto chilometri orari, ma il mamba nero, ad esempio, può strisciare a una velocità compresa tra i sedici e i diciannove chilometri orari.

Uno dei principali metodi di movimento è il movimento della fisarmonica. Il serpente prima raccoglie tutto il suo corpo in pieghe, quindi, fissando la punta della coda in un punto, si spinge in avanti. Dopodiché solleva la parte posteriore del corpo, raccogliendolo nuovamente in pieghe.

Il secondo modo di muoversi è muoversi con un bruco. In questo modo i serpenti si muovono in linea retta e superano alcuni punti stretti. Con questo metodo, il serpente utilizza grandi squame situate sul suo ventre. Li affonda nel terreno come piccole pale. Quando la squama è inserita, il serpente usa i muscoli per spostarla verso la coda. Di conseguenza, le squame vengono spinte a turno da terra, il che consente al serpente di muoversi. Questo metodo è simile al canottaggio, che le persone usano per spostarsi in barca. Il movimento delle scale è simile ai movimenti.

Vista incredibile

Il caratteristico movimento di contorsione viene utilizzato dai serpenti per muoversi su terreni abbastanza duri. Per spingersi in avanti, il serpente spinge contro radici, pietre, bastoni e altri oggetti duri, piegando il corpo di lato. Con questo metodo di movimento, il serpente contrae alternativamente i muscoli laterali, il che gli consente di strisciare in avanti.

Tali movimenti ondulatori sono la base del gattonare del serpente. Dall'esterno, questo spettacolo è affascinante. Il rettile sembra giacere immobile, ma allo stesso tempo scorre in avanti per lo sguardo. Questa sensazione di leggerezza e impercettibilità del movimento è ingannevole. Serpenti: fantastici creature forti, i loro movimenti fluidi sono assicurati dal lavoro sincrono e misurato dei muscoli.

Il quarto tipo di movimento è chiamato movimento laterale o torsione. È caratteristico principalmente dei serpenti che vivono nel deserto. Usando questo tipo di movimento, si muovono attraverso la sabbia sciolta e lo fanno in modo sorprendentemente rapido. Il movimento laterale è così chiamato perché prima la testa del serpente si muove diagonalmente in avanti e di lato, e solo dopo solleva il corpo. Prima poggia sulla parte posteriore del corpo, poi sulla parte anteriore. Questo tipo di movimento lascia strani segni paralleli sulla sabbia con caratteristici uncini alle estremità degli spicchi.

Ci sono altri modi in cui i serpenti possono muoversi. I serpenti del paradiso, che si trovano in Indocina, Indonesia e Filippine, vivono sulle palme. Se vogliono cambiare habitat, volano semplicemente su un altro albero. In realtà, ovviamente, saltano. Prima di saltare, il serpente del paradiso fa un respiro molto profondo per creare una camera d'aria all'interno del suo corpo che funge da paracadute. Ciò le consente di planare per una distanza impressionante fino a trenta metri.

Non si sa esattamente quando le gambe siano scomparse durante l'evoluzione negli antenati dei serpenti moderni, ma i resti rudimentali possono ancora essere visti nelle fotografie a raggi X arti inferiori.

Istruzioni

Poiché tutti i serpenti sono predatori attivi, l’assenza di zampe non ha influito sulla loro velocità e agilità. Gli arti dei serpenti sono sostituiti da scaglie che ricoprono il corpo. I movimenti dovuti all'adesione delle squame alla superficie si dividono in quattro tipologie principali.

Movimento rettilineo(bruco). Un gruppo di squame sul lato ventrale dell’animale spinge in avanti il ​​corpo del serpente, immergendosi nella superficie, come i remi di una barca, mentre le restanti squame creano un arresto. Quindi, una dopo l'altra, le squame sporgono prima, quindi vengono premute dalla forza di movimento di un gruppo speciale di muscoli e il serpente si muove in avanti.

Movimento laterale ondulatorio (dimenarsi). Il corpo del serpente sembra scorrere lateralmente e si verifica una contrazione alternata dei muscoli laterali del corpo. Tutti i punti del corpo dell’animale a contatto con la superficie eseguono costantemente una serie di movimenti sequenziali: spingere, trasportare, sostenere. A causa di questi movimenti, viene creata un'immagine di movimento rapido e facile. Il numero di vertebre nei serpenti raggiunge 435, quindi il numero di punti di flessione è approssimativamente lo stesso. Come più lungo del serpente, più potente e veloce può muoversi.

Movimento laterale (torsione). La testa del rettile va lateralmente e in avanti, quindi il corpo viene tirato verso di essa. Quando ci si appoggia sulla parte anteriore del corpo, si porta avanti la parte posteriore, quindi il ciclo si ripete al contrario. Sembra che un serpente stia camminando. Ecco come si muove la buca della sabbia.

A proposito di serpenti e dei loro movimenti

Il movimento dei serpenti è pieno di affascinante originalità. La vista di un nastro che si contorce silenziosamente lascia un'impressione indelebile sullo spettatore e offre piacere estetico. Tuttavia, il tipico movimento del cosiddetto “serpente” non è affatto l’unico metodo utilizzato dai serpenti. In diverse condizioni di vita, su diversi substrati, diversi serpenti hanno sviluppato una serie di tipi speciali di movimento. Con il movimento di tipo “serpentino”, il corpo si piega in modo ondulatorio e le onde risultanti sembrano correre lungo il corpo dalla testa alla coda. La parte arcuata del corpo, posta obliquamente rispetto alla direzione del movimento, poggia sul substrato e crea una forza di spinta. È diretto ad angolo rispetto al movimento, ma può essere scomposto in due componenti: perpendicolare e parallelo alla linea di movimento. La prima componente viene smorzata dalla resistenza del supporto, la seconda spinge il corpo in avanti.

Pertanto, maggiore è il numero di curve, maggiore è la forza motrice totale. Pertanto, i serpenti che utilizzano questo metodo di movimento hanno solitamente un corpo lungo, flessibile e snello. Questi sono, ad esempio, serpenti e serpenti: serpenti attivi che seguono e raggiungono la loro preda. Notiamo però che la velocità sviluppata dal Serpente anche durante la planata più veloce non supera, di regola, i 6-8 km orari, e in molte specie non raggiunge nemmeno i 5 km orari. Pertanto, una persona può facilmente raggiungere qualsiasi serpente se la competizione si svolge in uno spazio aperto. Molti lettori probabilmente sono interessati anche al risultato opposto: possiamo garantire con sicurezza che un serpente non può raggiungere una persona, anche se lo vuole davvero. Tuttavia, questa opzione è solo di interesse teorico, poiché i serpenti non inseguono mai una persona.

Poiché il movimento a serpentina sfrutta l'appoggio sul substrato, l'efficacia del movimento dipende dalla rugosità del supporto. Pertanto, il serpente non può muoversi sul vetro liscio: il corpo si dimena, ma l'animale rimane al suo posto. Oltre a un substrato liscio, anche un substrato sciolto, ovvero le sabbie mobili del deserto non sostenute dalla vegetazione, fornisce uno scarso supporto al corpo. In queste condizioni, alcune specie di serpenti (vipera dalla coda di sabbia, vipera dalla coda, serpente a sonagli cornuto) hanno sviluppato un tipo speciale di movimento: il "movimento laterale". In effetti, guardando il faff in movimento, sei convinto che non stia strisciando in avanti, ma come di lato. Tirando in avanti la parte posteriore del corpo, la lancia in avanti senza toccare il substrato e poi, appoggiandosi su tutto il lato del corpo, solleva la parte anteriore. Con un tale movimento, la traccia non è continua, ma è costituita da strisce parallele separate con estremità uncinate, posizionate ad angolo rispetto alla linea di movimento. Con questo metodo di movimento, il supporto è più solido e il serpente “cammina” letteralmente da una traccia all'altra.

Questo tipo di movimento è asimmetrico, quindi il carico sui muscoli non è uniforme. Per equalizzarlo, il serpente deve cambiare periodicamente il "lato lavorativo" del suo corpo: strisciare con il lato sinistro o destro in avanti. Alcune specie di serpenti non inseguono la preda, ma la custodiscono, giacendo immobili in agguato. Tali serpenti sono inattivi e il loro corpo è solitamente spesso e corto. Sono incapaci di movimenti aggraziati come quelli di un serpente e devono abbandonare questo metodo, passando a un movimento di tipo rettilineo o a bruco. È particolarmente pronunciato nelle vipere africane grandi e tozze (manioca, vipera rumorosa).

Il corpo di una vipera strisciante non si piega affatto e, visto dall'alto, sembra che galleggi semplicemente sulla superficie. Di lato si può vedere chiaramente come una serie di contrazioni e allungamenti corre lungo il lato addominale, muovendo il serpente in avanti. Il disegno a zigzag sui lati del corpo sembra prendere vita, i suoi angoli diminuiscono o aumentano e sembra che la vipera “cammini” su una dozzina di paia di zampe corte. Nel movimento dei serpenti, soprattutto con quest'ultimo metodo, gli scudi addominali espansi svolgono un ruolo importante. Possono aderire strettamente l'uno all'altro, formando una superficie liscia, oppure contraendo i muscoli addominali, il loro bordo posteriore si abbassa e si crea un buon supporto. Manovrando i suoi scudi ventrali, il serpente può creare trazione o viceversa; fornire scivolamento su diverse parti del corpo. L'importanza degli scudi ventrali è confermata dal fatto che i serpenti marini, vivendo tutta la vita nell'ambiente acquatico, li hanno perduti. Il loro ventre è ricoperto dalle stesse piccole squame della schiena. E quindi, se un serpente del genere viene trascinato sulla terra, si dimena, ma non è quasi in grado di muoversi su un substrato solido. I serpenti scavatori, nuotatori e arboricoli hanno adattamenti specifici speciali per il movimento, che verranno discussi quando si descrivono queste specie.

Metodi di trasporto

Può sembrare molto difficile muoversi senza gambe, ma i serpenti lo fanno magistralmente. Sanno infatti muoversi sulla terraferma in quattro modi principali. Se un metodo non è adatto, ne usano un altro. A volte, soprattutto su superfici molto piatte, devono provare tutti e quattro i metodi. Il strisciamento dei serpenti può essere piuttosto rapido e alcuni di loro sono persino capaci di inseguire la preda. Tuttavia, anche i serpenti più veloci raramente raggiungono velocità superiori a 8 km/h. Il record di velocità strisciante è di 16-19 km/he appartiene al mamba nero.

1. Movimento della fisarmonica
Un modo in cui il serpente si muove è chiamato movimento a fisarmonica. Innanzitutto, il serpente raccoglie il suo corpo in pieghe. Quindi, tenendo ferma la punta della coda, spinge in avanti la parte anteriore del corpo. E infine stringe la parte posteriore del corpo.

2. Traccia il movimento
Con l'aiuto del movimento del bruco, il serpente può muoversi in linea retta. Usa questo movimento quando ha bisogno di superare qualche collo di bottiglia. Allo stesso tempo, il serpente muove le grandi squame situate sul suo ventre. Una dopo l'altra, le scaglie affondano nel terreno come piccole pale. Non appena le squame affondano nel terreno, i muscoli le spostano verso la coda. Una dopo l'altra, le squame vengono respinte dal terreno e, per questo motivo, il serpente si muove. Questo è lo stesso metodo che le persone usano quando remano su una barca. Immergono i remi nell'acqua proprio come i serpenti affondano le loro scaglie nella terra.

3. Movimento rotatorio
Progettato per muoversi su terreni duri. Per avanzare, il serpente piega il corpo di lato, appoggiandosi a pietre, radici, bastoni o altri oggetti duri. Durante questo movimento, i serpenti contraggono alternativamente i muscoli sui fianchi, in modo che il loro corpo si pieghi a forma di S: il serpente si dimena e striscia.
La flessione ondulatoria del corpo è il modo più comune di strisciare i serpenti. Un serpente che striscia tranquillamente è uno spettacolo sorprendentemente bello e ammaliante. Non sembra succedere nulla. I movimenti sono quasi impercettibili. Il corpo sembra giacere immobile e allo stesso tempo scorre velocemente. La sensazione di facilità di movimento di un serpente è ingannevole. Nel suo corpo sorprendentemente forte, molti muscoli lavorano in modo sincrono e misurato, muovendo il corpo in modo preciso e fluido. Ogni punto del corpo a contatto con il suolo si trova alternativamente nella fase di appoggio, di spinta o di trasferimento in avanti. E così costantemente: sostegno-spinta-trasferimento, sostegno-spinta-trasferimento... Più lungo è il corpo, più si piega e più veloce è il movimento. Pertanto, nel corso dell'evoluzione, il corpo dei serpenti è diventato sempre più lungo. A questo proposito, sono detentori del record tra i vertebrati. Il numero di vertebre in esse contenute può raggiungere 435 (nell'uomo, per confronto, solo 32-33).

4. Movimento rotatorio o laterale- Questo è un metodo di movimento utilizzato solo da alcune specie di serpenti che vivono nel deserto. Usando questo metodo, possono muoversi rapidamente attraverso la sabbia sciolta e si muovono così velocemente che è difficile seguirli. In questo caso, la testa del serpente va lateralmente e in avanti, quindi il corpo viene tirato su. I serpenti cominciano quasi a camminare, se si può dire di creature completamente senza gambe: appoggiandosi alla parte posteriore del corpo, portano la parte anteriore in avanti, poi viceversa.
In questo caso compaiono segni molto strani sotto forma di strisce parallele oblique con ganci all'estremità. Non immagineresti immediatamente che un segno del genere possa essere lasciato da una creatura vivente! È così che si muove l'efa della sabbia, un serpente molto pericoloso che vive qui in Asia centrale.

Oltre a questi metodi, esistono ancora alcune tecniche di movimento molto insolite. Ad esempio, in Indonesia, Indocina e Filippine vivono serpenti del genere Chrysopelea, una sottofamiglia di falsi serpenti. Sono chiamati celesti per la loro grazia e bellezza. Il serpente del paradiso vive sulle palme, dove si nutre di lucertole. E se vuole cambiare luogo di residenza, vola su un'altra palma. Quando vola, il suo corpo assume una forma a S e la sua coda funge da timone. Prima di saltare, il serpente fa un respiro profondo, formando una camera d'aria all'interno del suo corpo che funge da una sorta di paracadute e gli permette di planare per una distanza fino a 35 metri.

Alcuni serpenti sono persino in grado di saltare in avanti, prima raccogliendo il loro corpo in anelli, come una molla, e poi raddrizzandolo bruscamente.

I serpenti non hanno gambe e nemmeno i loro rudimenti, ma come fanno a “correre” così velocemente? Interesse Chiedi. I serpenti, avendo perso gli arti, tornarono al loro vecchio metodo di movimento. Ci sembra che il serpente si muova con l'aiuto degli scudi addominali, catturandoli a terra. Ma questo non è vero. Osservando attentamente il movimento del serpente e avendo studiato decanalmente i metodi del suo movimento, si è scoperto che si muovono in un modo molto specifico, utilizzando il movimento di tutto il corpo. Il serpente piega il suo corpo su un piano orizzontale, creando ondate di curve che si susseguono continuamente da davanti a dietro, creando una forza che muove il serpente in avanti.

Una superficie perfettamente piana funge da ostacolo al movimento del serpente. I serpenti non possono strisciare sul vetro o . Ma se c'è anche la minima asperità, il movimento è del tutto possibile. Secondo questo principio i serpenti “camminano” sulla sabbia. Quando si piega il corpo, la sabbia sciolta si muove e forma delle pieghe che aiutano il movimento. È vero, la velocità del movimento è molto lenta.

Quando si muove su una superficie liscia, si verifica un attrito tra la parte anteriore del corpo e il terreno (attrito statico), il serpente raccoglie il corpo in una fisarmonica e tira in avanti la parte posteriore: l'attrito scorrevole è inferiore all'attrito statico. Quindi, appoggiandosi alla coda del serpente, la parte anteriore del corpo si lancia in avanti e si contrae nuovamente a fisarmonica. Grandi serpenti con un corpo pesante e forte usano questo metodo di movimento. Così “camminano” boa costrittori, serpenti e vipere.

C'è un altro modo in cui un serpente può muoversi. Si basa sulla differenza tra attrito statico e attrito radente. Quando striscia in questo modo, il serpente non si piega e il suo corpo rimane dritto. Una parte degli scudi sul ventre è fissata al suolo e l'altra parte viene tirata in avanti dai muscoli. Gli scudi mobili sono fissi e quelli che non erano mobili vengono serrati. Questo metodo di movimento "semplice" è utilizzato dai serpenti con corpi corti e spessi, alcuni di loro sono boa e serpenti ciechi.

Entrambi i metodi di movimento dei serpenti descritti non consentono loro di strisciare rapidamente, sebbene consentano loro di superare superfici lisce. Per muoversi rapidamente, i serpenti usano il “movimento laterale”. Il metodo laterale di "camminare" dei serpenti può essere osservato solo in loro e altri animali usano altri metodi quando si muovono.

Quando si muove lateralmente, il serpente, sdraiato a terra o sulla sabbia, alza la testa, quindi la parte anteriore del corpo, la piega ad angolo retto e la posiziona in un nuovo posto. L'enfasi è posta su due punti, il serpente fa lo stesso con il resto del corpo, quindi in alcune parti muove il corpo in avanti e di lato mentre si muove. Durante tale movimento, nella sabbia rimangono tracce sotto forma di impronte del corpo del serpente, dirette obliquamente rispetto alla direzione del movimento; Ecco come camminano i serpenti di questa specie: vipere cornute, efa, serpenti a sonagli che vivono nella sabbia.

Per muoversi, i serpenti fanno molto più affidamento sull'attrito fornito dalle loro squame che sulle forze inerziali. Il lavoro, svolto dai fisici del Georgia Institute of Technology, ha aiutato a capire come i rettili riescano a muoversi su una superficie sulla quale non c'è nulla da cui allontanarsi.

Si ritiene che il serpente strisci grazie al suo movimento ondulatorio. Altri studi hanno dimostrato che i serpenti sono spesso respinti dagli oggetti che incontrano sul loro cammino (pietre, rami, piccoli tubercoli sulla superficie della terra). Tuttavia, si sapeva molto poco su come riuscissero a muoversi su superfici abbastanza lisce (sabbia, asfalto).

Gli scienziati sanno anche da molto tempo che i serpenti si muovono meglio in avanti e peggio all'indietro, ma nessuno ha mai provato a determinare se sono in grado di scivolare di lato.

Usando la luce polarizzata che brilla attraverso la gelatina, gli scienziati sono stati in grado di capire dove il serpente la applica forze maggiori(foto di David Hu e Grace Pryor).

E David Hu e i suoi colleghi hanno deciso di verificarlo. I fisici volevano misurare se le squame dei serpenti hanno attrito laterale. Per fare questo, ne hanno abbassato una dozzina re serpenti Campbell ( Lampropeltis triangulum campbelli). Prima vai in avanti, poi in coda e poi di lato. Nella prima parte di un esperimento abbastanza semplice, i serpenti scivolavano su un tessuto ruvido, nella seconda su un cartone meno ruvido.

E se su una superficie liscia i serpenti si muovevano allo stesso modo in quasi tutte le direzioni, allora il tessuto “rallentava” maggiormente il movimento laterale (cioè era l'attrito laterale ad essere maggiore).

Quando i fisici usarono questi dati nei loro modello matematico, il serpente “teorico” strisciava quasi lungo la stessa traiettoria dei serpenti reali.

Tuttavia, la velocità di movimento del modello e dei serpenti reali era molto diversa.

Dopo essersi scervellati un po', gli scienziati sono giunti alla conclusione che i veri serpenti, tra le altre cose, ridistribuiscono il loro peso corporeo a seconda di quali parti si sfregano più forte (e quindi rallentano il loro movimento).


Speciali sacchetti di tessuto posizionati sui corpi dei serpenti hanno contribuito a determinare che questi rettili non possono muoversi senza l'aiuto di scaglie che "si aggrappano al terreno" (nella foto a destra). Hu paragona le squame alle lame dei pattini, che sono facili da spostare avanti e indietro, ma quasi impossibili da spostare lateralmente (foto di David Hu).

Dopo aver apportato le opportune modifiche al modello matematico, il serpente “teorico” ha iniziato a muoversi più velocemente del 35%. E questo valore era molto più vicino alla velocità di movimento dei veri serpenti reali di Campbell.

Dopo aver misurato il rapporto tra forze inerziali e forze di attrito, gli americani sono giunti alla conclusione che queste ultime danno un contributo di un ordine di grandezza maggiore al movimento dei rettili.

Questa ricerca teorica ha applicazioni molto reali. Molti gruppi scientifici stanno creando serpenti robotici. Ed è importante per loro imparare di più su come si muovono i veri rettili.

Alcuni meccanismi robotici sono dotati di ruote che impediscono il movimento laterale. Tuttavia, se gli sviluppatori di robot trovassero un materiale con le stesse proprietà delle scaglie di serpente, forse le ruote potrebbero essere abbandonate.

Maggiori informazioni sullo studio possono essere trovate in

Metodi di movimento di un serpente

In effetti, i serpenti possono spostarsi sulla terraferma in quattro modi principali. Se un metodo non è adatto, ne usano un altro. A volte, soprattutto su superfici molto piatte, devono provare tutti e quattro i metodi. Il strisciamento dei serpenti può essere piuttosto rapido e alcuni di loro sono persino capaci di inseguire la preda. Tuttavia, anche i serpenti più veloci raramente raggiungono velocità superiori a 8 km/h. Il record di velocità strisciante è di 16-19 km/he appartiene al mamba nero.

1. Movimento della fisarmonica.

Innanzitutto, il serpente raccoglie il suo corpo in pieghe. Quindi, tenendo ferma la punta della coda, spinge in avanti la parte anteriore del corpo. E infine stringe la parte posteriore del corpo.

2. Movimento tramite bruco.

Il serpente può muoversi in linea retta. Usa questo movimento quando ha bisogno di superare qualche collo di bottiglia. Allo stesso tempo, il serpente muove le grandi squame situate sul suo ventre. Una dopo l'altra, le scaglie affondano nel terreno come piccole pale. Non appena le squame affondano nel terreno, i muscoli le spostano verso la coda. Una dopo l'altra, le squame vengono respinte dal terreno e, per questo motivo, il serpente si muove.

3. Movimento rotatorio.

Progettato per muoversi su terreni duri. Per avanzare, il serpente piega il corpo di lato, appoggiandosi a pietre, radici, bastoni o altri oggetti duri. Durante questo movimento, i serpenti contraggono alternativamente i muscoli sui fianchi, in modo che il loro corpo si pieghi a forma di S: il serpente si dimena e striscia.

La flessione ondulatoria del corpo è il modo più comune di strisciare i serpenti.

4. Il movimento a spirale o laterale è un metodo di movimento utilizzato solo da alcune specie di serpenti che vivono nel deserto. Usando questo metodo, possono muoversi rapidamente attraverso la sabbia sciolta. In questo caso, la testa del serpente va lateralmente e in avanti, quindi il corpo viene tirato su. I serpenti cominciano quasi a camminare, se si può dire di creature completamente senza gambe: appoggiandosi alla parte posteriore del corpo, portano la parte anteriore in avanti, poi viceversa.

5. Movimento di scavo.

Questi includono, ad esempio, i serpenti ciechi.

Molte specie di serpenti ciechi hanno occhi piccoli che possono distinguere la luce dall'oscurità; alcune specie non hanno affatto occhi. Un cranio forte e grandi scudi sulla parte anteriore della testa aiutano i serpenti ciechi a costruire tunnel nello spessore del terreno sciolto.

I serpenti spesso si rifugiano sottoterra dal caldo o dal freddo. Altri trovano tane di piccoli animali e, arrampicandosi su di esse, mangiano i loro proprietari. Per alcuni serpenti del deserto, la sabbia fornisce un ottimo riparo. Con solo la testa fuori dalla superficie, aspettano pazientemente la preda.

6. Aspetto legnoso.

Molti serpenti sono bravi ad arrampicarsi sui rami di alberi e cespugli. Ma alcune specie di serpenti trascorrono tutta la vita sulle cime degli alberi. Tali serpenti sono chiamati serpenti arboricoli. Quando va a caccia di lucertole, il serpente messicano dalla testa aguzza spesso lancia il suo corpo da un ramo all'altro. In preparazione al “volo”, il serpente appiattisce il corpo, allargando notevolmente le costole. Ciò le consente di planare agevolmente nell'aria.

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Gli scienziati hanno scoperto perché i serpenti strisciano velocemente

MOSCA, 18 febbraio. La scienza per molto tempo Non sono riuscito a trovare la risposta alla domanda sul perché i serpenti siano in grado di muoversi così velocemente, perché gattonare è un modo di muoversi piuttosto complesso. Si credeva che durante la flessione il corpo del serpente fosse respinto dalle irregolarità del terreno e dall'esterno varie piante, che le dà l'opportunità di gattonare più velocemente, scrive Science.YoRead.ru.

Gli scienziati hanno condotto una serie di studi e hanno confutato questa opinione. Hanno scoperto che il segreto del movimento veloce del serpente è la struttura delle sue scaglie. Le squame sulla pelle del ventre del serpente sono disposte in modo tale da non consentirgli di spostarsi verso la coda e di lato, determinando così come preferibile la direzione in avanti. Un metodo di movimento simile viene utilizzato nello sci e nel pattinaggio. Tale attrito irregolare in diverse direzioni di movimento è solitamente chiamato anisotropia di attrito.

Per dimostrare la loro teoria, i ricercatori hanno costruito un modello matematico del movimento del serpente, prendendo la velocità con cui il centro di massa del serpente si muove in funzione della dimensione e della velocità dell’attrito che si verifica quando il suo corpo si piega.

Lo studio del modello matematico costruito ha dimostrato che gli scienziati avevano ragione e hanno dimostrato che le squame contribuiscono a creare un attrito disomogeneo del corpo del serpente su varie superfici, il che aiuta il serpente a muoversi rapidamente anche su superfici scivolose.

In precedenza era stato riferito che in Cina era stato scoperto un serpente con una zampa artigliata al centro del corpo, simile all'arto di una lucertola o di una rana. Uno strano mutante “si è presentato” a mezzanotte nella camera da letto di un 66enne residente nella città di Suining, nella provincia sud-occidentale del Sichuan. Il serpente, lungo 40,5 cm e grosso come un mignolo, si arrampicava lungo una superficie verticale, aggrappandosi abilmente ad essa con gli artigli dell'unica zampa. La donna cinese dice che era molto spaventata, ma ha comunque avuto abbastanza “coraggio” da picchiare a morte la creatura con una pantofola. Inoltre, dopo essersi accertata che il serpente fosse morto, la donna lo mise anche in una bottiglia di alcol. Grazie alle sue azioni quasi professionali, gli scienziati cinesi hanno acquisito il rettile mutante e stanno già conducendo le ricerche necessarie. Uno di loro, uno specialista di serpenti, ha ammesso al giornale che ciò che ha visto ha scioccato anche lui. Spera di scoprire la causa della mutazione solo attraverso i risultati di un'autopsia.

La mutazione più comune tra i serpenti oggi è la “due teste”. Si forma secondo lo stesso principio del raddoppio delle parti del corpo nei gemelli siamesi. Questi individui hanno poche possibilità di sopravvivere in natura, se non altro perché entrambe le teste tentano di attaccarsi a vicenda di tanto in tanto.

La chiave dell'agilità dei serpenti (centinaia di vertebre e costole) è strettamente correlata alla chiave del loro movimento: le scaglie ventrali. Questi elementi rettangolari specializzati rivestono la parte inferiore del corpo, corrispondente direttamente al numero di costole. Come striscia un serpente? I bordi inferiori delle scaglie ventrali funzionano come il battistrada di un pneumatico, afferrando la superficie e spingendo il rettile in avanti.

Forma e funzione

L'aspetto più caratteristico della forma del serpente è il corpo e la coda allungati e la mancanza di arti. Esistono ancora al mondo serpenti in cui i resti degli arti conservano ancora la funzione di movimento, ma elementi completi o ridotti del bacino e del femore rimangono in molte famiglie, tra cui il boa e il pitone. Il corpo è generalmente snello, sebbene esistano alcune specie relativamente basse e robuste.

La forma del corpo è correlata al livello di attività, con i tipi magri che si muovono continuamente e le forme pesanti che sono sedentarie. Le vipere, ad esempio, anche se non sono sempre lunghe, sono spesso grandi. Sembra probabile che questi serpenti si siano evoluti nella direzione della gravità solo dopo lo sviluppo della capacità termosensibile, della fossa loreale, un organo speciale situato tra l'occhio e la narice, e di un apparato velenoso, che permetteva loro di rimanere in un posto e di aspettare la loro preda, piuttosto che impegnarsi in continuazione ricerca attiva cibo.

Alcuni serpenti più grandi(boa, anaconda e pitoni) hanno fosse labiali che funzionano in modo simile alla pita loreal della vipera, quindi potrebbero non essere molto mobili o grandi. I serpenti degli alberi sono i più allungati e snelli di tutti, con una coda che occupa metà della lunghezza dell'intero corpo. Il corpo è fortemente compresso lateralmente, il che consente una maggiore rigidità del telaio del corpo mentre striscia da un ramo all'altro. I serpenti scavatori sono raramente grandi. La coda dei serpenti marini è appiattita per formare un remo, usato per remare masse d'acqua. Serpenti marini Sulla terra sono quasi completamente indifesi e possono muoversi solo con grande difficoltà.

Struttura del serpente: scheletro

La colonna vertebrale dei serpenti è molto allungata e presenta più vertebre di qualsiasi altro animale vivente, fino a 600 Pitone australiano(Morelia oenpelliensis). Poiché non ci sono arti associati allo scheletro e non ci sono buoni separatori delle regioni del corpo, si ritiene generalmente che i serpenti abbiano solo due tipi di vertebre: il corpo (precaudale) e la caudale (caudale). Nel corpo ci sono 100-450 vertebre, nella coda 10-205. Un paio di costole sono collegate ad ogni vertebra del corpo, tranne alcune appena dietro la testa.

Il modo in cui un serpente striscia è determinato dalla struttura del suo corpo. Non ci sono costole sulle vertebre caudali. Ciò consente la rotazione laterale e verticale senza intrecciare la colonna vertebrale, ottenendo così una maggiore flessibilità. La vertebra può portare sulla sua superficie ventrale una lunga proiezione diretta posteriormente chiamata ipapofisi. Ha la presenza o l'assenza di questa struttura sulle vertebre del terzo posteriore del corpo Grande importanza nella classificazione dei serpenti, perché grandi gruppi le specie mostrano questo come una caratteristica generale.

Pelle

La pelle di un serpente è ricoperta di squame, che sono pieghe cheratinizzate negli strati epidermici della pelle. Queste squame sono solitamente disposte in file lungo il corpo, il cui aspetto e disposizione sono caratteristici di una particolare specie. Possono essere grandi e a forma di scudo, in questo caso il numero di file è piccolo (da 10 a 30), oppure possono essere molto piccoli, rotondi e talvolta con il centro rialzato, in questo caso il numero di file può arrivare a 180 .

La pelle del serpente può essere molto liscia e lucida (come i serpenti arcobaleno), avere una cresta rialzata (chiglia) lungo il centro, essere fortemente striata o anche avere una spina dorsale sollevata al centro, come il serpente verrucoso di Giava. Le squame di alcune specie hanno strutture sensoriali. Sulla superficie ventrale del corpo, nella maggior parte delle forme viene modificato in larghe placche e viene utilizzato per il movimento.

Metodi di movimento dei serpenti

I serpenti hanno quattro modalità di locomozione. Poiché non hanno gambe, usano i muscoli e la pelle per "camminare".

  • Metodo del serpente: repulsione dalla superficie, pietre, alberi. Si muovono con movimenti ondulatori. Una superficie scivolosa e liscia, come il vetro, non è adatta a questo metodo. Questo movimento è noto come ondulazione laterale. Partendo dal collo, il serpente flette i muscoli, spingendo il corpo da un lato all'altro, creando una serie di curve. Nell'acqua, questo movimento spinge facilmente il serpente in avanti perché ogni contrazione spinge contro l'acqua. Sulla terra, il serpente trova solitamente punti di resistenza in superficie, come rocce, rami o ammaccature, e usa il suo corpo per premere su tutti i punti contemporaneamente, spingendo il serpente in avanti.
  • Metodo di appiattimento: questo è un percorso più difficile da spostare, ma è efficace in spazi ristretti. Questo metodo funziona bene per le superfici orizzontali, ma i serpenti vengono allevati utilizzando la tecnica della fisarmonica. Il serpente estende la testa e la parte anteriore del corpo lungo la superficie verticale, quindi trova un posto dove afferrare le squame ventrali. Per raggiungerla, afferra la superficie con i ciuffi al centro del corpo, la tira indietro fino all'estremità e poi torna di nuovo in avanti per trovare un nuovo posto dove afferrare.
  • Calcio laterale: questo è un movimento difficile che i serpenti spesso usano per spostarsi su superfici sciolte o scivolose come sabbia o fango. Il calcio laterale che contrae i muscoli e lancia il corpo crea una forma a S che ha solo 2 punti di contatto con il terreno. Il serpente sembra lanciare la testa in avanti e il resto del corpo gli corre dietro.
  • Metodo in linea retta (bruco): questo è un movimento lento, strisciante e dritto. Come striscia il serpente? L'animale utilizza alcune delle larghe scaglie dell'addome per afferrare il terreno mentre si spinge in avanti. Questo è un metodo di viaggio molto più lento, le onde sono molto più piccole e curvano su e giù anziché da un lato all'altro. Quando un serpente utilizza la locomozione del bruco, le parti superiori di ciascuna curva si sollevano dal suolo mentre le scaglie ventrali sul fondo spingono contro il terreno, creando un effetto a catena simile a quello di un bruco.

Può un serpente strisciare nella direzione opposta?

Gli uccelli non volano all'indietro, i pesci non nuotano, le antilopi non corrono all'indietro. Questo vale anche per i rettili. Come striscia un serpente? Ogni parte dell'addome ha i propri muscoli, che il serpente può usare per spingersi in avanti. I serpenti possono muoversi in linea retta? Sì, possono, ma dipende dal tipo di superficie su cui devono strisciare, dalla loro velocità e da varie altre cose fattori esterni. L'unica ragione il motivo per cui questo non è comunemente riscontrato nella maggior parte dei serpenti è perché semplicemente non è necessario.