Как змиите усещат топлината на бозайниците?

Змиите не се славят със зрителна острота. Що се касае до слуха им, изобщо нямат външно ухо. Независимо от това, те са изкусни ловци, а някои видове са способни да хващат жертвите си в пълен мрак. Как го правят ли? Имат изключително предимство – усещат топлината на бозайниците или други топлокръвни същества с помощта на инфрачервеното си зрение.

Сетивната система на змиите

Рецепторите на различните същества са сетивни органи, начин за интерпретиране на реалността. Например змиите нямат клепачи на очите. Техните очи са покрити с прозрачна обвивка, която при сменяне на кожата се заменя с нова. Погледът си змията фокусира като мени формата на очното кристалче.

Повечето змии не различават цветовете, а контурите на изображенията са им размити. Змията основно реагира на движежещия се обект, и то ако е наблизо. Само жертвата да се пораздвижи и рептилът я открива. Ако замре, змията трудно може да я усети. Но може да атакува. Около очите си змиите имат специални рецептори, които улавят топлината, излъчвана от живите същества.

Сетивната система у змиите е по-различна в сравнение с тези рептили, които имат слух. Те не чуват, така че упрежненията на онези „магьосници“ на змии, които им свирят с една свирка, е само проформа. Тези звуци са им недостъпни, те усещат само някои нискочестотни вибрации. Основно змиите откриват плячката или приближаваща се заплаха по колебанията на земята или повърхността, върху която са разположени. Цялото им тяло е като голям детектор за движение, тъй като е изцяло разположено върху повърхността.

Някои видове змии, в това число и гърмящите и пепелянките, откриват обектите си по инфрачервеното излъчване на техните тела. Под очите си те имат чувствителни рецепторни клетки, определящи и най-малките изменения на температурата на обекта. По този начин те се ориентират за местонахождението на жертвата. Някои видове смоци пък имат чувствителни органи върху устата от долната страна, способни да фиксират измененията в температурата, но те са по-малко чувствителни в сравнение с тези у гърмящите змии.

За змиите са особено важни сетивата за вкус и обоняние. Треперещият раздвоен език на змията, който хората наричат „жило“, в действителност събира мигновено от въздуха бързо изчезващи следи от разни вещества и ги пренася върху чувствителните зони във вътрешността на устата. На небцето се намира специално устройство, наречено орган на Якобсън, което е свързано с мозъка чрез обонятелния нерв. Постоянното протягане и прибиране на езичето на змията е ефективен метод за събиране на проби от въздуха за наличие на важни химически компоненти. При прибирането си езикът се оказва до органа на Якобсън и неговите нервни окончания определят тези вещества.

У другите рептили голяма роля играе развитото чувство на обоняние и тази част на мозъка, която отговаря за функцията, е добре развита. Органите на вкуса обичайно са развити по-малко. Чрез езичето при някои и със съдействието на органа на Якобсън се анализират тези фини частички, които носят миризма.

Инфрачервено зрение у змиите

Инфрачервеното зрение на змиите изисква нелокална обработка на изображенията. Органите, позволяващи на змиите да „видят“ топлинното излъчване, дават размито изображение. В мозъка на змията се формира ясно отчетлива топлинна картина на обкръжаващия свят. Учени от Калифорнийския университет в Сан Франциско, САЩ, са демонстрирали как точно се случва това в серия от лабораторни експерименти.

Някои видове змии притежават уникалната способност да улавят топлинното излъчване като по този начин „разглеждат“ света в абсолютна тъмнина. Разбира се, това става не чрез очите, а чрез топлинните им сензори.

Устройството на този орган е сравнително просто. До всяко око се разполага отвърстие с диаметър около милиметър, което въвежда в неголяма кухина със същия размер. По стените на тази кухина е разположена мембрана, съдържаща матрица от клетки-терморецептори с размер примерно 40 на 40 клетки. В отличие от пръчиците и колбичките в очите, тези клетки реагират не на светлинна яркост, а на създадената локална температура на мембраната.

Този орган работи като камера-обскура, старият прототип на фотоапаратите. Малкото топлокръвно животинче на хладния фон изпуска на всички страни топлинни „лъчи“ – далечно инфрачервено излъчване с дължина на вълната примерно 10 микрона. Преминавайки през дупчицата, тези лъчи локално нагряват мембраната и създават „топлинно изображение“. Благодарение на изключително високата чувствителност на тези рецепторни клетки, които могат да различат разлики в температурите от хилядни от градуса и нелошата разделителна способност, змията може да забележи мишка в абсолютна тъмнина от достатъчно голямо разстояние.

От гледна точка на физиката тази способност да се изгради такъв прецизен „образ“ е загадка. Природата така е оптимизирала този орган, така че чрез него може да се „види“ и най-слабия източник на топлина.

Опитите със змии са показали, че те могат да определят направлението на насочен топлинен източник с точност от около 5 градуса. Как се постига такава точна пространствена разделителна способност с такава ужасна „инфрачервена оптика“?!

Ако топлинното изображение е силно размито, а пространствената картина, обработена в мозъка е отчетлива, значи съществува някакъв промеждутъчен механизъм на пътя между рецепторите и мозъка. Функцията му е да настройва резкостта на изображението. Този апарат не би трябвало да е сложен, иначе змията би „обмисляла“ всяко получено изображение и би реагирала на стимулите със закъснение.

Нещо повече, според учените, този апарат едва ли използва многостепнна обработка, а се явява по-скоро еднократен преобразовател, работещ по фиксиран в мозъка „софтуер“. Нещо такова става и при компютърната обработка на пикселно равнище на изображения при специализирани програми. Можем само да се удивим как природата е създала такова нелокално зрение, компенсиращо дефектите на инфрачервената оптика чрез необикновени математически преобразования на сигнала.

Инфрачервените детектори трудно могат да се отличат от терморецепторите. Хистологичните изследвания са показали, че ямките не съдържат специализирани рецепторни клетки, а немиелинизировани окончания на троичния нерв, образуващи широко разклонение.

Активацията на рецепторите у пепелянки и бои изисква изменения на потока на инфрачервеното излъчване. Това може да се получи в резултат на движение на излъчващия обект, който се намира в „полезрението“ при относително по-хладно обкръжение, или пък чрез сканиращо движение на главата на змията.

Със своята изключително интересна система за опознаване на света змиите са любопитен пример. Всъщност той подсказва, че всичко в природата има енергийно-вибрационен еквивалент и може да бъде изследвано чрез научния апарат, стига да бъде подбран точно.