Двигаться как змея: это значит - необъяснимо быстро

Змея нападает так стремительно, что успевает укусить свою жертву четыре раза за доли секунды. Как выяснил обозреватель BBC Earth Дэвид Кокс, если бы человек двигался с таким же ускорением, то просто терял бы сознание.

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

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

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

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

Фото Brad Moon,  Техасский гремучник (Crotalus atrox) 

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

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

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

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

Фото BS Draker naturepl.com, Техасский гремучник (Crotalus atrox) 

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

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

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

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

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

Фото Brad Moon,  Водяной щитомордник (Agkistrodon piscivorus leucostoma) 

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

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

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

Фото Barry Mansell naturepl.com,  Техасский гремучник (Crotalus atrox) во время нападения 

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

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

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

Фото Brad Moon,  Водяной щитомордник (Agkistrodon piscivorus leucostoma) 

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

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

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

Фото Mike Beynon naturepl.com,  Скальный питон (Python sebae) во время нападения 

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

Головной мозг просто не в состоянии вынести большое ускорение.

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

Фото Brad Moon,  Молодой крысиный полоз Линдхаймера (Elaphe obsoleta lindheimeri) 

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

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

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

Фото Visuals Unlimited naturepl.com,  Череп сетчатого питона (Python reticulatus) 

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

"Возможно, если одна из частей черепа первой достигает препятствия, она может частично принять на себя удар и "поделиться" им с другой частью, так что змея гораздо легче переносит удары, не рискуя получить сотрясение мозга".

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

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

Фото Brad Moon,  Крысиный полоз Линдхаймера (Elaphe obsoleta lindheimeri) 

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

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

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

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

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

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