Добрый день друзья, вокруг слуха змей даже в среде террариумистов на сегодняшний день существует как минимум два неверных мнения. Одни считают, что змеи глухи, так как у них нет ушей или иных отверстий их заменяющих. Другие же наоборот считают, что змеи способны по голосу отличать хозяина от других людей. В итоге не правы ни те ни другие. Давайте попробуем разобраться в данном вопросе!
У змей нет ушей, я думаю для многих из нас эта анатомическая особенность является неоспоримым фактом. Также у змей нет барабанных перепонок или каких-либо внешних отверстий или каналов, которые могли бы проводить звук к внутреннему уху (да да, внутреннее ухо у змей есть). В процессе эволюции змеи потеряли барабанную перепонку и среднее ухо, причем предки змей не были глухи и наши ползучие друзья лишались ушей медленно, из поколения в поколение. Но ради чего, спросите вы? А потому что могут.
И так, у змей есть внутреннее ухо, которое развито ну очень хорошо. Начиная с 1970-х годов, в результате различных исследований таки было установлено, что змеи реагируют на раздражители связанные со звуком. Поэтому, популярное мнение о том, что змеи глухие неверно. Слух змей ограничен диапазоном звуковых частот, примерно от 50 до 1000 Гц (для сравнения, люди могут ощущать колебания воздуха в диапазоне от 20 до 20 000 Гц., а голос типичного взрослого мужчины имеет фундаментальную частоту (нижнюю) от 85 до 155 Гц, типичной взрослой женщины от 165 до 255 Гц.)
По определению, слух относится к сенсорному обнаружению вибраций в воздухе внутренним ухом, змеи же воспринимают низкочастотные вибрации, передаваемые землей или твердыми предметами которых касается животное. У змей отсутствует барабанная перепонка, а элемент, ответственный за передачу вибрационных раздражителей во внутреннее ухо, состоит из единственной тонкой кости, называемой колумеллой. Колумелла эквивалентна тому, что у млекопитающих называется стремечком. Колумелла прикрепляется с помощью короткой связки, а иногда и хрящевых структур к четырехугольной кости, которая является задним элементом верхней челюсти и сочленяется с нижней челюстью под задним углом головы.
Звуковое давление воздуха или вибрации от земли, воздействующие на тело змеи, передаются через ткани, окружающие челюсть в кости и суставы челюсти, дальше через длинную ось колумеллы эти вибрации поступают во внутреннее ухо, для наглядности попробуем обратиться к иллюстрации ниже.
Внутреннее ухо змей по сути своей аналогично внутреннему уху других позвоночных животных и состоит из костной структуры, которая окружает лабиринт из жидкости содержащейся в мешковидных структурах. Внутреннее ухо содержит чувствительные волосковые клетки, расположенные на чувствительной к вибрации мембране, которая называется базилярной мембраной. Это область внутреннего уха чувствительна к вибрационным раздражителям или звуку и обеспечивает чувство слуха. Энергия колебательного движения колумеллы приводит в движение овальное окно – мембрану, которая движется, создавая колебательные волны в жидкости улиткового канала. Эти движения в жидкости вызывают движение базилярной мембраны, которая, в свою очередь, создает сдвигающие движения волосковых клеток. Клеточные мембраны «стимулированных» волосковых клеток создают биоэлектрические потенциалы, которые в конечном итоге проходят по слуховым нервам в мозг, где «звук» интерпретируется.
Ну а зачем собственно змеям понадобился такой занятный механизм? Ну в первую очередь, что бы не слышать чужое нытье или плохие шутки, а во вторых для охоты. Да, да, я не опечатался, именно для охоты!
Обратимся к работе Брюса Янга и Малинды Морейн, в своем исследовании они не придумали ничего луче, чем отключать песчаным гадюкам (Cerastes cerastes) различные органы чувств и после этого предлагать им еду (не спрашивайте меня как они это делали). Закрытие глаз привело лишь к тому, что змеи начали чаще мазать по своей добыче, тем не менее, ослепшая змея смогла добыть себе пропитание. Отключение нюха и «тепловизора» (как вы помните у некоторых змей есть, своего рода «тепловизор» улавливающий инфракрасное излучение) но работающее зрение не привело к ухудшению качества охоты. Что особо интересно в этом исследовании, ослепшие змеи в основном делали бросок в сторону своей жертвы из положения как на фото ниже, а камеры исследователей не зафиксировали использования змеями своего языка для оценки запаха.
Ну, а теперь самое интересное в этом всем, змеи лишенные нюха, «тепловизора» и зрения, были способны определять местонахождение свободно перемещающейся добычи и более того, они в итоге эту добычу ловили. При этом более крупные кормовые объекты, которые создавали наземные вибрации большей амплитуды, находились нашими гадюками инвалидами с большего расстояния.
Ладно, с «механикой» змеиного слуха поверхностно мы разобрались, а что говорят ученые мужи по поводу реакции змей на различные звуки?
Кристиан Кристенсен и его коллеги в 2012 продемонстрировали, что королевские питоны ( Python regius ) чувствительны к вибрациям, вызванным звуком передаваемым по земле, но не чувствительны к воздушному звуковому давлению, то есть по сути ваш голос они не слышат.
Но не торопимся с выводами, возможно восприимчивость к звукам передаваемым по воздуху у змей может отличаться от вида к виду. В исследовании 2023 года «Sound garden: How snakes respond to airborne and groundborne sounds» ученые воздействовали на разные виды змей звуками трех видов в следующих частотных диапазонах: 0-150 Гц (звук № 1, который вызывал вибрацию земли), 150-300 Гц (звук №2, который не вызывал вибрации земли), 300-450 Гц (звук №3, который не вызывал вибрации земли). В данном исследовании было задействовано 19 особей австралийских змей которые были представителями 5 родов (Acanthophis, Aspidites, Hoplocephalus, Oxyuranus, Pseudonaja).
По итогу представители разных родов реагировали на различные источники звуков весьма своеобразно. Представители рода Aspidites пытались уйти как можно дальше от звука №1 (вибрация земли), а вот звук №3 вызывал у них явный интерес и они старались максимально приблизится к источнику звука. Представители трех других родов (Acanthophis, Oxyuranus и Pseudonaja) наоборот старались удрать от источника звука №3 как можно скорее.
Ученые связали такое поведение с образом жизни испытуемых, их размером и количеством естественных врагов среди птиц. Но это не главное, главное, что удалось доказать один важный факт, змеи способны различать звук который передается в воздушной среде. Ранее считалось, что змеи способны слышать лишь те звуковые волны, которые передаются через вибрацию земли или иной поверхности. Однако наука в своем изучении слуха змей все еще не ответила на множество вопросов и можно сказать с полной уверенностью, что между нами и змеями есть одна общая черта. Мы не всегда способны услышать, что говорит мама или жена, но зато отлично слышим соседа с перфоратором или новой акустической системой!
Список литературы:
- Lillywhite H. B. How snakes work: structure, function and behavior of the world's snakes. – Oxford University Press, 2014;
- Friedel P., Young B. A., van Hemmen J. L. Auditory localization of ground-borne vibrations in snakes //Physical Review Letters. – 2008. – Т. 100. – №. 4. – С. 048701;
- Young B. A., Morain M. The use of ground-borne vibrations for prey localization in the Saharan sand vipers (Cerastes) //Journal of Experimental Biology. – 2002. – Т. 205. – №. 5. – С. 661-665.
- Christensen, C. B., J. Christensen-Dalsgaard, C. Brandt, and P. T. Madsen. 2012. Hearing with an atympanic ear: Good vibration and poor sound-pressure detection in the royal rython, Python regius . Journal of Experimental Biology 215:331–342
- Zdenek C. N. et al. Sound garden: How snakes respond to airborne and groundborne sounds //Plos one. – 2023. – Т. 18. – №. 2. – С. e0281285.