Fizica pielii profunde a șerpilor laterali

Când vine vorba de alunecare, majoritatea șerpilor o fac în același mod: drept înainte. Dar pentru șerpii care trăiesc în deșerturi, rătăcirea în jurul lor poate fi o provocare.

„După cum știm din încercarea de a vă deplasa pe nisip pe plajă sau în altă parte, poate fi dificil să vă deplasați pe aceste materiale care sunt produse sub dumneavoastră pe măsură ce avansați”, a declarat Jennifer Reiser, profesor de fizică la Universitatea Emory din Atlanta.

Acesta este motivul pentru care alunecă lateral. Dr. Riser a spus că, deși unii șerpi se pot mișca lateral în anumite condiții, șerpii laterali – denumirea comună a unui grup de trei șerpi strâns înrudiți, găsiți în deșerturile din Africa, Orientul Mijlociu și America de Nord – au declanșat această formă unică de mișcare pentru art. Șarpele cu clopote pervertit, de exemplu, poate călători cu 18 mile pe oră, făcându-l cel mai rapid șarpe din lume.

Un nou studiu realizat de Dr. Riser și colegii ei ar fi putut să-și găsească secretul: solzii sunt umpluți cu gropi mici, mai degrabă decât cu unghiile minuscule din partea de jos a altor șerpi. Cercetarea lor a fost publicată luni în Proceedings of the National Academy of Sciences.

Dr. Reiser a spus că microstructura stomacului șerpilor este importantă în modul în care se mișcă, deoarece așa interacționează animalele fără membre cu Pământul. Pentru a examina microstructura solzilor laterali, echipa ei a folosit un microscop cu forță atomică pentru a scana piei șerpilor care cad în mod natural, care au fost furnizate de instituții precum grădina zoologică din Atlanta. Apoi au construit modele matematice pentru a testa modul în care structurile pe care le-au văzut au funcționat sub diferite tipuri de frecare.

Deși par moi cu ochiul liber, majoritatea șerpilor au spini microscopici direcționați de la cap la coadă. Dr. Reiser a spus că acestea creează frecare între corpul șarpelui și pământ, ajutându-i să procedeze cu o alunecare de cap familiară.

Șerpii dintr-o varietate de habitate și roluri de mediu – inclusiv rudele apropiate ale șarpelui lateral, cum ar fi șarpelele din bumbac sau din spate – au aceste vârfuri proeminente pe stomac.

Dar speciile înclinate fie au redus, fie au eliminat acele vârfuri și le-au înlocuit cu solzi de burtă găuriți cu gropi microscopice care se pot mișca în orice direcție anume. Asta pentru că frecarea direcțională face mișcarea într-un mediu fără frecare mai dificilă, dr. Reiser sugerează: „Imaginați-vă un șarpe care încearcă să se miște pe linoleum sau mătase”.

Devierea se bazează în schimb pe ridicarea unor părți mari ale corpului în aer în timp ce animalul se mișcă. Dr. Reiser a spus că scările care creează o frecare direcțională puternică au performanțe foarte slabe cu acest tip de mișcare. Dar dacă fricțiunea gabaritului este uniformă în toate direcțiile, aceasta face devierea mult mai ușoară.

Șarpele cu coarne de deșert și furajele laterale ale deșertului Namib – care sunt strâns legate – au solzi de burtă cu gropi uniforme și fără ondulație. Dar șarpelele pervers, care provine dintr-o ramură diferită a arborelui genealogic al șarpelui, are încă câteva bavuri în abdomen, în plus față de gropi.

O posibilă explicație pentru această diferență este că deșerturile din sud-vestul Americii de Nord au o vechime de doar 15.000 până la 20.000 de ani, comparativ cu deșertul din Africa de Nord, care are o vechime între 7 și 10 milioane de ani.

„Deci, poate că a fost mai puțin timp pentru soldații americani să dezvolte structuri care ar putea ajuta la acest tip de mișcare”, a spus dr. Reiser.

În timp ce ipoteza echipei despre funcția precisă a gropilor microscopice va necesita un studiu suplimentar, pierderea sau reducerea acestor proeminențe ventrale în curbele distale legate laterale indică faptul că aceste modificări sunt o adaptare directă a mișcării laterale, sugerează.

„Deoarece această mișcare este atât de esențială pentru supraviețuire, este rezonabil să ne gândim că aceasta face parte din motivul pentru care are loc această schimbare”, a spus dr. Reiser.