У змей нет ног и даже их зачатков, а как же им удается так быстро «бегать»? Интересный вопрос. Змеи, утратив конечности, вернулись к старому способу передвижения. Нам кажется, что змея передвигается с помощью брюшных щитков, зацепляясь ими за землю. Но это не верно. Внимательно наблюдая за передвижением змеи и изучив десканально, методы её передвижения, было установлено, что передвигаются они очень, специфически, используя движение всего тела. Змея изгибает туловище в горизонтальной плоскости, создавая волны изгибов, которые непрерывно следуют спереди назад, создавая силу двигающую змею вперед.

Помехой для движения змеи служит идеально ровная поверхность. Змеи не могут ползти по стеклу или . Но если есть хоть малейшая шероховатость, то движение вполне возможно. По такому принципу змеи «ходят» по песку. При изгибании туловища сыпучий песок сдвигается и образует складки, которые и помогают движению. Правда, скорость передвижения очень медленная.

При движении по гладкой поверхности происходит трение между передней частью тела и почвой (статическое трение), змея собирает тело в гармошку и подтягивает заднюю его часть вперед – трение скольжения меньше статического трения. Затем опираясь на хвост змея, делает выпад передней части тела вперед и вновь сжимается в гармошку. Таким методом передвижения пользуются змеи крупные с тяжелым и сильным телом. Так «ходят» удавы, ужи и гадюки.

Есть и еще один способ движения змеи. Он основан на разнице статического трения и трения скольжения. При таком ползании змея не изгибается, и тело её остается прямолинейным. Часть щитков на её брюхе закрепляется на почве, а другая часть подтягивается мышцами вперед. Фиксируются подвижные щитки, а подтягиваются те, что были не подвижными. Таким «прямолинейным» способом движения пользуются змеи с коротким телом и толстым, это некоторые , удавов и слепозмейки.

Оба описанных способа передвижения змей не позволяют им ползать быстро, хотя и позволяют преодолевать гладкие поверхности. Для быстрого передвижения змеи используют «боковое движение». Боковой способ «ходьбы» змей можно наблюдать только у них, а остальными способами пользуются при движении и другие животные.

При движении боком змея, лежа на земле или песке поднимает голову, а затем и переднюю, часть тела, сгибает его под прямым углом и кладет на новое место. Упор делается на две точки, змея выполняет то же самое с остальной частью туловища, так частями переносит свое тело вперед и в бок по ходу движения. В ходе такого движения на песке остаются следы в виде отпечатков тела змеи, они направлены косо к направлению движения. Так ходят змеи вида – рогатые гадюки, эфы, гремучие змеи, которые живут в песках.

Мышечная система пресмыкающихся представлена жевательной, шейной мускулатурой, мускулатурой брюшного пресса, а также мускулатурой сгибателей и разгибателей. Присутствуют характерные для высших позвоночных межрёберные мышцы, играющие важную роль при акте дыхания. Подкожная мускулатура позволяет изменять положение роговых чешуй.

Мышцы головы.

В связи с тем, что змеи не пережевывают добычу, а заглатывают ее целиком, жевательная мускулатура у них не достигает сильного развития и служит для размыкания, смыкания челюстей и удержания добычи при помощи многочисленных мелких зубов. Лицевая мускулатура недоразвита, поэтому губы и верхушка носа змей практически неподвижны и имеют прочную соединительнотканную основу.

Мышцы позвоночного столба.

Эта группа мышц сильно развита и хорошо дифференцирована. У змей имеются следующие группы многосегментных мышц:

Длиннейшие мышцы туловища и хвоста (m. longissimus trunci et coccygey) - Эти мышцы обеспечивают разгибание позвоночного столба и боковые движения туловища.

Межостистые мышцы (m. interspinales) - Они способствуют разгибанию позвоночного столба.

Короткие межпоперечные мышцы (m. intertransversarii) - обеспечивают боковые движения туловища змей.

Подниматели ребер m. levatori costarum) - Эти мышцы наиболее развиты у кобр в шейном отделе и обеспечивают расширение шеи с образованием "капюшона".

змея подотряд ядовитая скелет

Оттягиватели ребер m. retractors costarum) - начинаются на проксимальном конце ребра, оканчиваются на дужке позадилежащего позвонка.

Опускатели ребер (m. depressores costarum) - начинаются на вентральной поверхности проксимального конца ребра, оканчиваются на вентральной поверхности тела позвонка.

Межреберные мышцы (m. intercostals) - расположены между ребрами, сильно развиты.

Сгибатели позвоночного столба (m. flexores) - сильно развиты, особенно у удавов и питонов, располагаются на вентральной поверхности тел позвонков, перебрасываясь через несколько сегментов - это длинные мышцы туловища и хвоста.

Сильное развитие и эластичность описанных групп мышц обеспечивает змеевидный тип движения, то есть движения при помощи изгибов тела и ребер, не замкнутых вентрально. Иначе говоря, змеи, извиваясь, "ходят на ребрах". Когда змея делает изгиб, длиннейшие и межпоперечные мышцы стороны изгиба напряжены, а со стороны, противоположной изгибу - расслаблены. Во время выпада вперед указанные мышцы находятся в противоположном функциональном состоянии.

Передвижение

При движении змеи каждый брюшной щиток при помощи соответствующих мышц занимает положение под прямым углом к коже. Щитком, находящимся в таком положении, животное опирается о землю. Одно движение мышц - щиток прижат к коже, а на его место вступает следующий. Во время движения змеи щиток за щитком становятся мгновенной точкой опоры и отталкивания и только благодаря им возможно поступательное движение. Щитки служат змее как бы сотней крохотных ног.

Движения позвонков, ребер, мышц и щитков строго координированы; они происходят в горизонтальной плоскости. Приподнятая голова змеи опускается на землю, затем подтягивается петля передней трети тела; лотом змея опять переносит голову вперед, чтобы снова опереться ею о землю, совершить очередное поступательное движение и подтянуть за собой все тело. До тех пор, пока змея не получит точки опоры, она не в состоянии передвигаться. Змея не сможет двигаться по гладкой поверхности стекла, поскольку поперечные щитки будут лишь скользить по нему.

Если проследить за змеей во время просвечивания ее рентгеновскими лучами, можно убедиться в том, насколько сложны координированные движения ее скелета. Позвоночник легко изгибается в любом направлении и благодаря этому тело змеи может то свертываться кольцом, то приподниматься почти на треть своей длины над землей, то с невероятной быстротой устремляться вперед.

Способы передвижения змеи

Фактически змеи умеют передвигаться по земле четырьмя основными способами. Если один способ не подходит, то они применяют другой. Иногда, особенно на очень ровной поверхности, им приходится перепробовать все четыре способа. Ползание змей может быть достаточно стремительным, и некоторые из них способны даже погнаться за своей добычей. Однако даже самые быстрые змеи редко развивают скорость, превышающую 8 км/час. Рекорд скорости ползания составляет 16-19 км/час и принадлежит черной мамбе.

1. Движение гармошкой.

Сначала змея собирает тело в складки. Затем, удерживая кончик хвоста на месте, толкает переднюю часть тела вперёд. И наконец подтягивает заднюю часть тела.

2. Движение гусеницей.

Змея может двигаться по прямой линии. Она использует это движение, когда надо преодолеть какое-нибудь узкое место. При этом змея передвигает крупные чешуйки, расположенные на брюхе. Одна за другой чешуйки погружаются в землю, как маленькие лопатки. Как только чешуйка погрузилась в землю, мышцы сдвигают её по направлению к хвосту. Одна за другой чешуйки отталкиваются от земли, и за счёт этого змея движется.

3. Извивающееся движение.

Предназначено для перемещения по жёсткой земле. Чтобы продвинуться вперёд, змея изгибает тело в сторону, упираясь в камни, корни, палки или другие твёрдые предметы. При этом движении змеи попеременно сокращают мышцы у себя на боках, так что их туловище S-образно изгибается: змея извивается и ползет.

Волнообразные изгибания тела - самый распространенный способ ползания змей.

4. Скручивание или боковой ход - это способ движения, которым пользуются только некоторые виды змей, живущие в пустыне. Используя этот способ, они могут быстро передвигаться по рыхлому песку. При этом голова змеи уходит вбок и вперед, а затем подтягивается туловище. Змеи начинают почти ходить, если так можно сказать о совершенно безногих существах: опираясь на заднюю часть тела, они выносят вперед переднюю, затем - наоборот.

5. Роющий ход.

К их числу, например, относятся слепозмейки.

У многих видов слепозмеек имеются крошечные глаза, способные отличать свет от тьмы; у некоторых видов глаз нет вообще. Прокладывать туннели в толще рыхлой почвы слепозмейкам помогает прочный череп и крупные щитки на передней части головы.

Нередко змеи спасаются под землёй от жары или холода. Другие отыскивают норки мелких зверьков и, залезая в них, поедают их хозяев. Для некоторых пустынных змей песок служит отличным укрытием. Выставив над его поверхностью только голову, они терпеливо поджидают добычу.

6. Древесный вид.

Хорошо лазать по веткам деревьев и кустарников умеют многие змеи. Но некоторые виды змей проводят в кронах деревьев всю жизнь. Такие змеи называются древесными. Во время охоты на ящериц мексиканская остроголовая змея нередко перебрасывает своё тело с ветки на ветку. Готовясь к "полёту", змея сплющивает тело, сильно растопыривая рёбра. Это и позволяет ей плавно скользить в воздухе.

Ключ к ловкости змей (сотни позвонков и ребер) тесно связан с ключом к их движению - вентральными чешуйками. Эти специализированные прямоугольные элементы выстилают нижнюю сторону тела, соответствующую непосредственно количеству ребер. Как ползает змея? Нижние края брюшных чешуек функционируют подобно протектору на шине, захватывая поверхность и продвигая пресмыкающееся вперед.

Форма и функции

Наиболее характерным аспектом змеиной формы является удлиненное тело и хвост, а также отсутствие конечностей. В мире еще существует змея, у которой остатки конечностей все еще сохраняют функцию движения, но полные или уменьшенные элементы таза и бедра остаются во многих семействах, включая боа и питона. Тело обычно стройное, хотя есть некоторые сравнительно короткие и толстые виды.

Форма тела коррелирует с уровнем активности, с тонкими видами, движущимися все время, и тяжелыми формами, ведущими сидячий образ жизни. Гадюки, например, хотя и не всегда длинные, часто большие. Представляется вероятным, что эти змеи развивались в направлении тяжести только после развития теплочувствительных навыков, лореальной ямы, специального органа, расположенного между глазом и ноздрей, и ядовитого аппарата, что позволяло им оставаться на одном месте и ждать свою добычу, а не заниматься непрерывным активным поиском пищи.

Некоторые из крупнейших змей (боа, анаконды и питоны) имеют лабиальные ямы, которые функционируют так же, как и лореальная яма гадюк, поэтому они тоже могут быть не очень подвижными и большими. Древесные змеи являются самыми удлиненными и стройными из всех, с хвостом, который занимает половину длины всего тела. Тело сильно сжато с боков, что позволяет повысить жесткость каркаса тела, пока ползают из ветки на ветку. Роющие норы змеи редко бывают большими. Хвост морских змей сплющен, образуя весло, используемое для гребли через водные массы. Морские змеи почти полностью беспомощны на суше и могут передвигаться только с большим трудом.

Строение змеи: скелет

Позвоночный столб змей сильно вытянут и имеет больше позвонков, чем любое другое живое животное — до 600 у австралийского питона (Morelia oenpelliensis). Поскольку со скелетом не связаны конечности, нет хороших разделителей областей тела, змеи, как правило, считаются имеющими только два вида позвонков: телесные (precaudal) и хвостовые (caudal). В теле 100-450 позвонков, в хвосте 10-205. Пара ребер связана с каждым позвонком тела, за исключением нескольких сразу за головой.

То, как ползает змея, обусловлено строением ее тела. На хвостовых позвонках нет ребер. Это дает возможность бокового и вертикального вращения без переплетения позвоночного столба, таким образом достигая повышенной гибкости. Позвонок может нести на своей вентральной поверхности длинную апостериорно направленную проекцию, называемую гипапофизом. Наличие или отсутствие этой структуры на позвонках задней трети тела имеет большое значение в классификации змей, поскольку большие группы видов показывают это как общую характеристику.

Кожа

Кожа змеи покрыта чешуйками, которые представляют собой ороговевшие складки в эпидермальных слоях кожи. Эти чешуи обычно располагаются рядами вдоль тела, вид и расположение которых являются характерными для определенного вида. Они могут быть большими и щитовидными, в этом случае количество рядов невелико (от 10 до 30), или они могут быть очень маленькими, округлыми, а иногда и с приподнятым центром, в этом случае количество рядов может достигать 180.

Кожа змеи может быть очень гладкой и блестящей (как у радужных змей), иметь приподнятый гребень (киль) вдоль его центра, быть сильно полосатой или даже иметь приподнятый позвоночник в центре, как у Яванской бородавчатой змеи. Чешуя у некоторых видов имеет сенсорные структуры. На брюшной поверхности тела она в большинстве видов видоизменена в широкие пластины и используется для передвижения.

Способы передвижения змей

У змей есть четыре способа передвижения. Поскольку у них нет ног, они используют свои мышцы и кожу для "ходьбы".

• Змеиный метод: отталкивание от поверхности, камней, деревьев. Они двигаются волнистыми движениями. Для этого способа не подойдет скользкая и гладкая поверхность, например, стекло. Это движение известно как боковая волнистость. Начиная с шеи, змея сжимает свои мышцы, толкая свое тело из стороны в сторону, создавая ряды кривых. В воде это движение легко продвигает змею вперед, потому что каждое сокращение толкает против воды. На суше змея обычно находит точки сопротивления на поверхности такие, как камни, ветви или вмятины, использует свое тело, чтобы нажать на все точки сразу, толкая змею вперед.
• Метод сплющивания: это более трудный путь для движения, но является эффективным в плотных пространствах. Этот метод хорошо работает для горизонтальных поверхностей, но змеи поднимаются с использованием техники гармошка. Змея протягивает голову и переднюю часть тела вдоль вертикальной поверхности, а затем находит место для захвата брюшной чешуей. Чтобы дотянуться, она пучками в центре своего тела сцепляется с поверхностью, тянет его обратно до конца, а затем снова возвращается вперед, чтобы найти новое место для захвата.
• Удар сбоку: это трудное движение, которое часто используют змеи для того, чтобы перемещаться на свободных или скользких поверхностях таких, как песок или грязь. Сжимающий мышцы и бросающий тела удар сбоку создает S-форму которая только имеет 2 пункта контакта с землей. Кажется, что змея бросает голову вперед, а остальная часть тела устремляется за ней.
• Прямолинейный (гусеница) метод: это медленное, ползущее, прямое движение. Как ползает змея при этом? Животное использует некоторые из широких чешуек на животе, чтобы захватить землю, продвигаясь вперед. Это гораздо более медленный метод передвижения, волны намного меньше и изгибаются вверх и вниз, а не из стороны в сторону. Когда змея использует движение гусеницы, вершины каждой кривой поднимаются над землей в то время, как вентральные чешуйки на днищах толкаются против земли, создавая эффект ряби, похожий на то, как это происходит у гусеницы.

Может ли змея ползти в обратном направлении?

Птицы не летают задом наперед, рыбы не плавают, антилопы не бегут назад. Пресмыкающихся это тоже касается. Как ползает змея? Каждая из частей живота имеет свои собственные мышцы, которые змея может использовать для перемещения вперед. Могут ли змеи двигаться по прямой? Да, могут, но это зависит от типа поверхности, по которой они должны ползать, их скорости и различных других внешних факторов. Единственная причина, почему это обычно не наблюдается у большинства змей, - в этом просто нет необходимости.

Американские исследователи выяснили механизм движения змей. Об этом сообщает Science NOW, а исследователей появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .

На первом этапе исследования ученые изучали свойства кожи на брюхе 10 королевских змей Кэмпбелла (Lampropeltis triangulum campbelli ) - небольших рептилий длиной около 35 сантиметров.

Усыпив их, исследователи двигали змей по разным поверхностям. В результате им удалось установить, что при движении по гладкой поверхности сила трения примерно одинакова во всех направлениях. Если же поверхность шероховата, то вбок змею в два раза сложнее сдвинуть, чем вперед. Кроме этого сдвиг назад в полтора раза сложнее, чем вперед.

Если попробовать наклонить скользкую поверхность, то змея может преодолеть максимум семиградусный наклон:

Затем ученые изучили видеозаписи движения змей. Ранее ученые знали, что во время ползания змея пускает по своему телу своего рода "волну". Исследователям удалось установить, что во время прохождения "волны" рептилия поднимает некоторые части тела, уменьшая силу трения о поверхность в ненужных местах и увеличивая ее там, где тело отталкивается.

Заложив собранную информацию в компьютер, ученые получили модель змеи, которая двигалась также быстро, как и ее живые собратья:

По словам исследователей, новые результаты могут быть использованы при создании роботов нового поколения, которые будут способны передвигаться как змеи. Подобные механизмы могут быть полезны, например, при розыске и спасении людей, попавших под завалы разрушенных зданий.

Новая работа была положительно воспринята специалистами в данной области. Многие отмечают, что о роли чешуи в движении змей было известно уже более 60 лет, однако американским исследователям впервые удалось собрать все детали движения рептилии вместе и добиться хорошего согласования модели с реальным движением змеи.

Нужно отметить, что змеи редко развивают действительно внушительную скорость. Большинство видов двигается не быстрее восьми километров в час, но черная мамба, например, умеет ползать со скоростью от шестнадцати до девятнадцати километров в час.

Один из основных способов движения - движение гармошкой. Змея сначала собирает все свое тело в складки, потом, закрепив кончик хвоста на одном месте, она толкает себя вперед. После этого она подтягивает заднюю часть тела, снова собираясь в складки.

Второй способ перемещения - движение гусеницей. Таким образом змеи двигаются по прямой линии и преодолевают какие-то узкие места. При этом способе змея задействует расположенные у нее на брюхе крупные чешуйки. Она погружает их в землю словно небольшие лопатки. Когда чешуйка оказывается в , змея мышцами сдвигает ее к хвосту. В итоге чешуйки по очереди отталкиваются от земли, что позволяет змее двигаться. Этот метод схож с греблей, которую люди используют для передвижения в лодках. Движение чешуи похоже на движениями .

Потрясающее зрелище

Характерное извивающееся движение используется змеями для перемещения по достаточно жесткой земле. Чтобы продвинуть себя вперед, змея упирается в корни, камни, палки и другие твердые предметы, изгибая тело в сторону. При этом способе передвижения змея сокращает боковые мышцы попеременно, что и позволяет ей ползти вперед.

Такие волнообразные движения являются основой ползания змей. Со стороны это зрелище завораживает. Пресмыкающееся будто бы неподвижно лежит, но при этом для глаза перетекает вперед. Это ощущение легкости и незаметности движения обманчиво. Змеи - удивительно сильные создания, их плавные движения обеспечиваются синхронной и размеренной работой мускулатуры.

Четвертым типом движения называют боковой ход или скручивание. Он характерен в основном для змей, обитающих в пустыне. При помощи этого типа движения они по рыхлому песку, причем делают это удивительно быстро. Боковой ход называется так, поскольку сначала голова змеи смещается по диагонали вперед и в сторону, а уже затем она подтягивает тело. Сначала она опирается на заднюю часть тела, затем - на переднюю. Такой вид передвижения оставляет на песке странные параллельные отметины с характерными крючками на концах отрезков.

Существуют и другие способы передвижения змей. Райские змеи, обитающие в Индокитае, Индонезии и на Филлипинах, живут на пальмах. Если им хочется сменить место обитания, они просто перелетают на другое дерево. На самом деле они, конечно, прыгают. Перед прыжком райская змея делает очень глубокий вздох, чтобы создать воздушную камеру внутри тела, которая работает в качестве парашюта. Это позволяет ей планировать на впечатляющее расстояние до тридцати с небольшим метров.

Точно неизвестно, когда исчезли ноги в ходе эволюции у предков современных змей, но на рентгеновских снимках и сейчас можно увидеть рудиментарные остатки нижних конечностей.

Инструкция

Поскольку все змеи являются активными хищниками, отсутствие ног не повлияло на их скорость и ловкость. Конечности змеям заменяют чешуйки, которыми покрыто тело. Движения за счет сцепления чешуй с поверхностью разделяются на четыре основных типа.

Прямолинейное движение (гусеницей). Группа чешуек на брюшной стороне животного толкают тело змеи вперед, погружаясь в поверхность, подобно веслам лодки, остальные чешуи создают упор. Так одна за другой чешуи сначала оттопыриваются, затем прижимаются силой движения особой группы мышц, и змея продвигается вперед.

Волнообразное боковое движение (извивающееся). Тело змеи словно перетекает вбок, при этом происходит попеременное сокращение боковые мышц тела. Все точки тела животного, контактирующие с поверхностью, постоянно выполняют серию последовательных движений толчок, перенос, опора. За счет этих движений создается картина стремительного и легкого перемещения. Число позвонков у змей достигает 435, следовательно, и число точек изгиба примерно такое же. Чем длиннее змея, тем мощнее и стремительнее она может двигаться.

Боковой ход (скручивание). Голова пресмыкающегося уходит вбок и вперед, затем к ней подтягивается тело. При опоре на переднюю часть туловища, задняя часть выносится вперед, затем цикл повторяется наоборот. Создается ощущение, что змея ходит. Таким образом перемещается песчаная эфа.