Інвазійні деревні змії приголомшили вчених новим способом пересування

Інвазійні деревні змії приголомшили вчених новим способом пересування

Коли у 2017 році на острові Гуам біологи знайшли у шпаківні трьох загиблих мікронезійських шпаків, які перебувають під загрозою регіонального зникнення, винуватець був очевидний. Птахи — одна з улюблених мішеней інвазійної деревної змії бурої бойги (Boiga irregularis). Неочевидним було те, як вона потрапила у гніздо, адже шпаківня знаходилась на верхівці сталевої труби, яка, на думку вчених, була завеликою для звичайної тактики підйому змії.

Втім, інфрачервона камера, спрямована на гніздо, надала відеозапис проникнення: змія скрутилась в петлю навколо труби і піднялась на її верхівку трохи більше ніж за 15 хвилин. Тоді біологи Томас Сайберт і Мартін Кастнер вперше побачили таку поведінку в польових умовах.

Роком раніше вчені стали свідками цієї ж поведінки в лабораторії. В пошуках стратегій, які б завадили зміям потрапляти у штучні гніздівлі, вчені закріпили клітку з двома живими мишами над метровою трубою діаметром 20 сантиметрів. Конструкцію розмістили у вольєрі з 58 зміями. Переглядаючи відеозаписи, зроблені вночі, вони побачили, як змія обгорнула хвостом трубу, схопила інший кінець свого тіла, щоб утворити надійну петлю, і піднялась вгору. «Ми дивились на це знову і знову, просто щоб переконатись, що дійсно бачимо те, що бачимо», — говорить Сайберт.

Така неочікувана стратегія підйому — унікальний, досі небачений спосіб пересування змій. Вчені назвали його «ласо-локомоцією» і описали у дослідженні, опублікованому цього місяця в журналі Current Biology. «Ніколи б не подумав, навіть у своїх найсміливіших мріях, що змія рухатиметься таким чином», — говорить співавтор дослідження Брюс Джейн, фахівець з біомеханіки, який вивчав локомоцію змій більше 40 років.

Відкриття допоможе зрозуміти, чому бурі бойги були настільки нищівними для птахів острова Гуам, і дозволить природоохоронцям розробити нові засоби захисту вцілілих птахів, зокрема мікронезійських шпаків.

В 2019 році, з метою кращого розуміння ласо-локомоції, дослідники провели новий лабораторний експеримент. Вони поміняли трубу на меншу, діаметром 15 сантиметрів, а зверху встановили клітку, де приманкою була мертва миша. Трубу розмістили у вольєрі, в якій знаходилось 15 бурих бойг. П'ятеро з них здійснили підйом за допомогою ласо-локомоції.

Відкриття мало негайні наслідки. Біологи одразу перемістили штучні гніздівлі, розміщені на опорах того ж чи меншого розміру, ніж труба, на якій вперше була помічена нова поведінка, зазначає співавтор дослідження, біолог Джулі Севідж. Команда також представила перше відео ласо-локомоції на щорічній зустрічі дослідників бурої бойги у 2016 році.

«Гадаю, всі були вражені відеозаписом, — говорить біолог Хальдре Роджерс, яка вивчає вплив втрати птахів на Гуамі і не брала участі в новому дослідженні. — Вперше люди витратили стільки часу на те, щоб дивитись як [змії] піднімаються на циліндри».

Бурі бойги ведуть нічний спосіб життя, переважно балансуючи на гілках у кронах дерев. Вони добре пристосовані долати проміжки між гілками, щоб пересуватись лісами як у їх рідному середовищі існування на сході та півночі Австралії та Новій Гвінеї, так і на Гуамі, куди їх випадково занесли люди у 1940-х роках.

Зазвичай ці змії підіймаються на дерева, використовуючи концертина-локомоцію, названу на честь шестикутного родича акордеона. Рухаючись такою «гармошкою» вони стискають стовбур дерева у двох опорних точках. Як і скелелази, змії використовують верхню частину тіла, щоб витягнутись вгору, а потім встановлюють зчеплення нижньою частиною тіла. Якщо нижній хват стабільний, процес повторюється.

На відміну від змій, що використовують концертина-локомоцію, змії з ласо-локомоцією мають лише одну опорну точку — петлю навколо циліндра. Але петля має легкий вигин, і цей вигин рухається вздовж тіла змії, від голови до хвоста, повільно переміщуючи тварину вгору.

Ласо-локомоція приєднується до чотирьох інших способів пересування змій, відомих вже більше 100 років. Однак новий спосіб — найповільніший і найнапруженіший. В середньому, при підйомі на три метри, минає близько двох годин. При цьому змія вимушена робити часті перерви, щоб перевести дух. Іноді ці перерви тривають від 10 до 15 хвилин.

Тепер, коли вчені знають про нові можливості бурих бойг, вони можуть забезпечити кращий захист птахів, що мешкають на Гуамі. «Це допоможе розробляти захищені від змій речі, незалежно від того, що саме ми хочемо тримати подалі від змій, — говорить Роджерс. — Ми знаємо, що вони можуть отримати доступ до різного роду речей, але більші стовпи відносно непроникні для змій».

Оскільки широкі опори присутні не на всьому Гуамі, Севідж і Сайберт також випробовують нові конструкції штучних гніздівель, розміщених на тонких металевих жердинах, але захищених конусом, вузьким внизу і широким вгорі. Ідея в тому, що при спробі піднятись на конус за допомогою ласо-локомоції, змія буде вимушена послабити хватку і впаде.

Нові пристосування встановлять по всьому острову, щоб допомогти відновити популяцію мікронезійського шпака. З вини бурих бойг на Гуамі вимерло вже десять видів мікронезійських птахів. Тепер мікронезійські шпаки — єдині на острові птахи, що мешкають на деревах, і вони обмежені двома районами: авіабаза Андерсен та невеликий острівець неподалік південно-західного краю Гуаму, куди змії вторглись у 2019 році.

Втрата місцевих видів птахів спричинила хаос в екосистемі Гуама, оскільки птахи поширюють насіння та поїдають комах. Дослідження Роджерс показали, що після втрати птахів, які поширюють насіння, ріст нових дерев зменшився до 92%.

Ласо-локомоція демонструє, наскільки креативними можуть бути змії, коли вони стикаються з новими викликами. «Іноді я думаю, що ми зосереджуємось на інших характеристиках інвазивів, таких як їх раціон чи оселище, — говорить Севідж. — І нам слід пам'ятати, що рухові здібності також дуже важливі для успіху виду».

Відкриття надає кілька шляхів для подальших досліджень. Можливо, вчені захочуть з’ясувати, чи демонструють бурі бойги ласо-локомоцію в їх рідному середовищі існування, чи мають інші види змій такі ж здібності та чи можна використати ласо-локомоцію у машинобудуванні.

«Це, безумовно, може мати цікаве застосування в робототехніці», — вважає фізик Дженніфер Різер. Вона вивчає м'яку робототехніку, що наслідує рухи змій. На її думку, як тільки вчені з’ясують більше деталей, зокрема, як інвазійний хижак рухається вгору без ковзання, нововиявлений спосіб пересування міг би розширити маневреність зміїних роботів, що дозволило б їм підніматись на великі об’єкти, забезпечивши доступ до раніше недоступних місць.

X

Вхід

Завантажую...