Удавы печально известны своей смертоносной хваткой, сжимая свою еду, пока она не умрёт. Но ученые давно задались вопросом, убивает ли это смертельное объятие добычу путем удушья или затруднения кровотока в жертвах змеи.
Новое исследование показало, что крысы, на которых нападают удавы, не умирают от недостатка воздуха. Вместо этого тугие спирали удава блокируют кровоток крысы, что приводит к остановке кровообращения. По словам исследователей, эта смертельная хватка помогает быстрее подчинить крыс и другую добычу, которая может цепляться когтями, позволяя змее быстро прекратить борьбу и сохранить свою энергию.
«Это настолько эффективное поведение, и оно позволяет нам понять, что это поведение было действительно важно в эволюции змей», - сказал ведущий исследователь Скотт Бобак, доцент биологии в колледже Дикинсон в Пенсильвании. «[Сужение] чрезвычайно эффективно убивает свою добычу и позволяет ей добиться успеха».
По словам Бобака, неудивительно, что люди подозревали, что удав использовал удушье, чтобы убить добычу. По его словам, зачастую кажется, что жертва задыхается, пытаясь вырваться из хватки змеи.
Но два исследования - одно опубликованное в 1928 году, а другое - в 1994 году, последнее написано доктором Дэвидом Харди, анестезиологом, изучающим змей, - говорят об обратном. Бобак сказал Live Science, что удушение может занять несколько минут, чтобы убить крысу, в то время как остановка кровообращения может привести к смерти в течение 60 секунд.
«Харди увидел скорость, с которой умирали животные ... Они умирали слишком быстро, чтобы это могло быть удушением», - говорится в заявлении Бобака. «Он подозревал, что это была остановка кровообращения или сердечная недостаточность из-за скорости, с которой наступала смерть».
Чтобы выяснить это, Бобак и его коллеги проверили, как крысы, находящиеся под наркозом, реагируют на сужение удавов. Но сначала им пришлось провести операцию на крысах: они имплантировали электроды для электрокардиограммы, чтобы измерить частоту сердечных сокращений крыс, и вставили катетеры для измерения кровяного давления в главную артерию и вену каждой крысе.
«Мы сделали это с артерией и веной, потому что хотели увидеть обе стороны кровеносной системы, - сказал Бобак. (Артерии несут кислородсодержащую кровь от сердца к органам, а вены возвращают обескислороженную кровь к сердцу.)
Они также вставили датчик давления и взяли образец крови у каждой из 24 крыс, прежде чем поместить их под наркозом рядом с голодными змеями. После того, как крысы умерли, исследователи удалили их - прежде чем змеи успели сожрать грызунов - чтобы взять еще один образец крови. Затем они дали змеям съесть еще мертвых крыс.
«На самом деле они прилагают много энергии для сжатия, и мы хотели позволить им восстановить свою энергию», - сказал Бобак.
Результаты крысы
Змеи нападали быстро, кусали крыс за головы и обнимали добычу. По словам Бобака, датчики, встроенные в крыс, показали, что кровообращение грызунов прекратилось в течение нескольких секунд после атаки.
У крыс упало артериальное давление, а это означало, что их сердца испытывали проблемы с перекачкой насыщенной кислородом крови к остальным частям тела. Между тем, их венозное давление повысилось, предполагая, что сжатие змей оказало слишком высокое давление, чтобы кровь могла вернуться в сердце.
Без насыщенной кислородом крови крысиные сердца пошли наперекосяк. Образцы крови также показали, что уровень калия у крыс резко вырос, вероятно, утечка из лопнувших клеток и, таким образом, указывает на остановку сердца. Исследователи не измеряли мозговую активность крыс, но отсутствие крови к мозгу также, вероятно, ускорило смерть крыс, сказал Бобак.
«Кровь не движется, и поэтому клетки в организме умирают из-за невозможности получить к ним кровь», - добавил он.
По словам Бобака, ученые считают, что даже ранние змеи в меловой период обладали способностью сжиматься - преимущество, которое отделяло их от своих предков ящериц и позволяло им преследовать более крупную добычу, при условии, что они могли обертывать свои тела вокруг жертв, сказал Бобак.
Boback сказал , что он надеется изучить , как и другие виды добычи реагируют на удава в жесткой хватки. Например, игуаны могут задерживать дыхание под водой более 4 часов, но неясно, поможет ли им эта способность во время атаки удавов , сказал он.
По словам Брэда Мун, доцента биологии Университета Луизианы в Лафайете, исследование «детально и тщательно проведено», который не принимал участия в исследовании, но также изучал степень давления змей на добычу.
«Если вы обратитесь к любому справочному материалу по змеям, гигантским змеям и констрикторам, они обычно говорят, что сжатие душит животное, и они сжимают немного сильнее каждый раз, когда оно выдыхает», - сказал Мун Live Science.
Но новое исследование показывает, что змеи сжимают достаточно сильно, чтобы помешать циркуляции добычи, сказал Мун. По словам Мун, этот метод позволяет ему быстро убивать, сохранять его энергию и держать его в курсе потенциальных опасностей в окружающей среде.