Snaketales; Un blog despre șerpi
Un blog despre șerpi
Locomoția este un factor important în supraviețuirea unei specii. În special, viteza are o mare influență asupra selecției naturale. Performanța locomoției (de exemplu, viteza și rezistența) depinde de forma corpului și de aptitudinea animalului. Multe specii de animale au capacitatea de a se deplasa în diferite habitate. Șerpii, de exemplu, își pot adapta modul de locomoție la mediul lor. Deși există numeroase studii cu privire la modurile de locomoție a șerpilor, niciunul nu a investigat până acum relația dintre performanța urcării în legătură cu temperatura ambiantă.
Biologul Gary Gerald de la Departamentul de Zoologie de la Universitatea Miami a răspuns exact la această întrebare cu ajutorul lui Mark Mackey (Oxford) și Dennis Claussen (Ohio). În 2008 și-au publicat rezultatele în Journal of Experimental Zoology cu titlul: "Efectele temperaturii și diametrului perchei asupra locomoției arboreale în Snake Elaphe guttata"
Cea mai comună locomoție a șarpelui este în valuri orizontale, cum ar fi când se târăște sau înoată de-a lungul fundului. Un alt tip de locomoție este „acordeonul”. Aceștia folosesc șerpi când urcă pe suprafețe verticale sau se înghesuie în nișe strânse. Acest fluaj necesită mai multă forță și este semnificativ mai lent decât alte variante de fluaj. Puteți găsi mai multe informații despre mișcarea șerpilor aici.
În studiile anterioare privind mișcarea șerpilor, faptul că o specie se poate deplasa în diferite habitate nu a fost luat în considerare. Șerpii care trăiesc în copaci și-au adaptat corpul la mediul înconjurător. Astfel de specii de șerpi tind să aibă un corp mai subțire și mai lung, deoarece acest lucru le permite să își așeze corpul în mai multe bucle peste ramură și astfel greutatea poate fi distribuită mai bine în jurul ramurii. Menținerea echilibrului are prioritate față de viteza de mișcare. Acest lucru este cel mai probabil promovat de factori de mediu abiotici, adică cei care nu au implicarea ființelor vii într-un proces natural. În cazul nostru, acestea sunt microclimatul (clima din imediata apropiere) și proprietățile fizice ale ramurii. Conexiunea dintre factorii abiotici și tipul de mișcare ar putea fi documentată în 1989 în iguane cu degetul tivului.
Cercetătorii au realizat ramuri artificiale cu diferite diametre: 3, 6 și 10 centimetri cu o lungime totală de 2 metri care ieșea la 1,6 metri deasupra solului. De ambele părți ale ramurii stăteau doi ajutoare care trebuiau să prindă șerpii care cădeau. O pernă moale a fost așezată sub ramură ca dublă siguranță. Ajutorii au făcut o treabă bună și doar câțiva șerpi de porumb au căzut pe perne. Cercetătorii au înregistrat abilitățile vitezei, posturii și echilibrului animalelor pe ramura orizontală la 10, 20 și 30 de grade. Șerpii au fost desigur expuși condițiilor climatice experimentale timp de două ore înainte de a fi trebuit să se târască peste ramură. La 10 grade șerpii au refuzat să se târască peste ramură. În acest moment se poate specula doar despre motive. Aici oamenii de știință au trebuit să încurajeze șerpii de către un cercetător care gâdila șarpele de porumb pe partea inferioară a cozii sale până când, în cele din urmă, demotivat, s-a târât peste ramură. În general, șerpii de porumb nu erau la fel de cooperanți pe cât și-ar fi dorit. La urma urmei, erau și animale subadulte - adică adolescenți.
Așa arată o persoană motivată de testare: un șarpe de porumb urcă vesel de-a lungul stâlpului în condiții de laborator. (c) Gary Gerald
Când temperatura era ridicată, șerpii se mișcau mult mai repede și mai probabil să se întindă pe ramură. Când temperatura era scăzută, reptilele erau mai lente și corpurile lor erau mult mai încolăcite, astfel încât corpurile lor se întorceau în jurul ramurilor, astfel încât animalul să câștige mai multă stabilitate.
(a) Datorită posturii răsucite, șarpele de porumb atinge un echilibru mai bun în mișcare. (b) Postura alungită, pe de altă parte, oferă mai puțină stabilitate, dar garantează un progres mai rapid.
Șansele ca șerpii să cadă de pe ramuri au fost de zece ori mai mari la cea mai scăzută temperatură decât la 30 de grade. Căderea și răsucirea posturii indică faptul că temperatura ambiantă determină șarpele să degradeze agilitatea și echilibrul. Ceea ce a fost surprinzător a fost constatarea că șerpii au căzut din ramuri groase mult mai des decât din ramuri subțiri la 10 grade. Motivul pentru aceasta este că șarpele de porumb se poate înfășura în jurul ramurilor subțiri și astfel le poate ține mai bine decât este cazul cu ramurile groase. Agilitatea mare pe ramuri subțiri oferă șarpelui de porumb un avantaj evolutiv față de alte specii care trăiesc în copaci.
Faptul că șerpii cad din copaci mai des la temperaturi mai scăzute decât la cele calde ar putea explica de ce există doar foarte puține specii de șarpe arbore în afara tropicelor.
literatură: Gerald, Gary (2008): Efectele temperaturii și diametrului bibanului asupra locomoției arborice la șarpele Elaphe guttata. Jurnalul de Zoologie Experimentală. 309A: 147-156.
Șerpii sunt florile târzii printre reptile. Până acum, istoria lor evolutivă arăta de parcă s-ar fi târât într-o gaură în pământ ca șopârlele cu 100 de milioane în urmă și s-ar fi târât din nou ca șerpi. În acest timp a existat un decalaj uriaș în înregistrarea fosilelor. Spre bucuria creaționiștilor, care văd ca o confirmare că șarpele și-a pierdut picioarele ca o pedeapsă pentru seducerea Evei și că Biblia este deci o istorie naturală exactă a pământului.
Oamenii de știință au bănuit de ceva vreme, totuși, că evoluția șarpelui se întoarce cu mai mult de 100 de milioane de ani. Se credea că originile au fost în urmă cu aproximativ 140 de milioane de ani. Dar dovezile lipseau. Datorită noilor descoperiri, acum știm mai multe. O echipă internațională de cercetători, condusă de Michael Caldwell de la Universitatea din Alberta, Canada, a analizat descoperirile fosile anterioare de șerpi din Anglia, Portugalia și SUA și le-a comparat cu caracteristicile șerpilor și șopârlelor moderne.
Cunoștințele anterioare despre evoluția șerpilor se bazează pe descoperiri individuale izolate:
- Un vortex găsit în Africa vechi de aproximativ 100 de milioane de ani
- O vertebră și o maxilară găsite în America de Nord, veche de aproximativ 98-64 milioane de ani
- Schelete aproape complete, unele cu membre posterioare, găsite în bazinul mediteranean, vechi de aproximativ 98-95 milioane de ani
- Doi taxoni diferiți de la șerpi întregi găsiți în Argentina, cu o vechime de aproximativ 94-92 și 86-80 de milioane de ani
Pe baza rămășițelor craniului din Portugalia și a trăsăturilor șerpilor din acea vreme, a fost făcută această reconstrucție a noii specii de șarpe primordiale „Portugalophis lignites”, care probabil și-a folosit picioarele pentru alpinism (C) www.sci-news.com, Julius Csotonyi
Toate aceste fosile datează aproximativ din aceeași perioadă. Cercetările privind evoluția șerpilor s-au concentrat, așadar, pe perioada Cretacicului. Cu toate acestea, în 2014, echipa de cercetare a descoperit patru specii noi de șerpi, care sunt semnificativ mai vechi: aproximativ 176-143 milioane de ani. Au găsit rămășițe de craniu în Marea Britanie, Portugalia și Statele Unite. Aceste date extind gama geologică a șerpilor cu aproape 70 de milioane de ani până la mijlocul erei mezozoice, perioada geologică numită Jurasic (acum 200-145 de milioane de ani). Acest lucru indică o origine comună cu alte reptile la scară în momentul în care destrămarea marelui continent Pangeas din Laurasia (Europa și Asia) și Gondwana (America de Sud și de Nord) se afla în faza finală. Despărțirea supercontinentului Pangea în nenumărate părți a dus la o fragmentare a habitatului și este probabil să fi favorizat dezvoltarea a numeroase specii noi. Această explozie a biodiversității a avut loc în primul rând în rândul reptilelor.
Trebuie remarcat faptul că primii șerpi au apărut în același timp cu taxonii târâtoare (viermi și alte șopârle) și închid un decalaj în dezvoltarea filogenetică a animalelor. Cel mai vechi șarpe primordial a fost găsit în sudul Angliei și datează de la mijlocul perioadei jurasice (acum 167 milioane de ani). Al doilea animal cel mai vechi a fost găsit în Colorado și Portugalia, cu o vârstă de 155 de milioane de ani. Cel mai tânăr dintre cei patru șerpi are aproximativ 150 de milioane de ani.
În ianuarie 2015, Caldwell și-a publicat rezultatele în revista „Nature Communications” (jurnal cu acces liber al renumitei reviste Nature) sub titlul: „Cei mai vechi șerpi cunoscuți din Jurasicul mediu-Cretacicul inferior oferă informații despre evoluția șarpelui”. El a extins geneza documentată a șerpilor cu aproximativ 70 de milioane de ani și a adus material proaspăt pentru teorii despre evoluția șerpilor.
Faptul este că șarpele avea membrele cu mult timp în urmă. Descoperirile din urmă cu 100 de milioane de ani au arătat că unii șerpi aveau încă picioare posterioare meschine.
Până în prezent, comunitatea cercetătorilor nu a găsit un consens cu privire exact la momentul în care șarpele și-a pierdut picioarele: pe uscat sau în apă și de la ce animal coboară de fapt. Până în prezent, uriașele reptile marine Mosasaurus și șopârlele care trăiesc pe uscat erau disponibile pentru selecție. În ultimii ani, teza originii animalelor terestre a fost confirmată de mai multe ori. A. de Hassan Zaher 2006. Studiul lui Cadwell confirmă în mare măsură această teză.
Istoria evolutivă a șarpelui a fost mai complexă decât au presupus cercetătorii anterior. Capul tipic de șarpe a fost deja pronunțat înainte de a deveni fără picioare. În toate cele patru descoperiri cercetate, au putut fi detectate caracteristicile șopârlelor, dar și ale șerpilor. Acest lucru indică faptul că evoluția lor trebuie să fi început înainte de perioada Jurasică mijlocie.
Acest lucru deschide noi oportunități de cercetare pentru paleontologie. Nu numai că acum trebuie să umple golul din istoria descoperirilor între 140 și 100 de milioane de ani în urmă, dar acum poate săpa și primii șerpi în straturi de roci mai adânci.
Potrivit lui Caldwell, dezvoltarea șarpelui a început cel mai probabil cu șopârle care locuiesc pe uscat. Dar nu erau complet departe de apă. Cele patru specii studiate aveau toate o legătură cu apa în modul lor de viață. Speciile europene trăiau în mlaștini, în timp ce speciile americane trăiau pe malurile unui râu. Acest lucru sugerează un mod de viață semi-acvatic.
Într-un astfel de habitat între pământ și apă, flexibilitatea în tipul de mișcare este un avantaj evolutiv. Aici s-ar fi putut face pasul de la șopârlă la șarpe.
Reconstrucția noii specii „Parviraptor estesi”, care probabil a trăit un mod de viață semi-acvatic și și-a folosit picioarele ca o paletă. A trăit acum 167 de milioane de ani în ceea ce este acum Marea Britanie (C) www.sci-news.com, Julius Csotonyi
Așa arăta specia nou descoperită „Diablophis gilmorei”, găsită în Colorado la o vârstă de 155 de milioane de ani. Colorarea solzilor este întotdeauna derivată de la șerpi moderni. (C) www.sci-news.com, Julius Csotonyi
Istoria tribală a șarpelui încă nu este pe deplin înțeleasă. Descoperirile șerpilor fosili cu două picioare sugerează că au coborât din șopârle. Cu toate acestea, până acum nu a fost descoperit niciun șarpe primitiv din această tranziție, adică cu patru picioare.
Un scenariu popular este că corpul șarpelui se dezvolta în mare. Alți cercetători sunt de părere că corpul șarpelui s-a dezvoltat pe uscat ca urmare a unui mod de viață fosilar (trăind sub pământ, săpând peșteri). Acest lucru este indicat de coloanele neuronale scurte (procesul spinos) de pe coloana vertebrală, pe care le cunoaștem și de la alte animale primitive.
În 2015, cercetătorul britanic David Martill de la Universitatea din Portsmouth a descoperit șarpele cu patru picioare într-un muzeu. Da, chiar într-un muzeu bavarez a existat o senzație paleontologică pe care britanicul a descoperit-o întâmplător într-o călătorie de studiu. Pentru a salva onoarea muzeului, trebuie spus că comorile care sunt încă necunoscute la nivel mondial sunt stocate în arhivele muzeelor, deoarece personalul este pur și simplu lipsit de bani.
Elevii au organizat o expoziție în 2015 și au prezentat această descoperire, printre altele. Ceea ce Martill a observat imediat a fost stânca neobișnuită care provine din Forța Crato din Brazilia. Această formațiune se extinde în Cretacicul timpuriu. Fosilele de șarpe din această perioadă timpurie nu au fost încă găsite în America de Sud. Așadar, combinația de timp și loc a fost foarte neobișnuită. Și apoi, conform propriilor declarații, a văzut mai întâi picioarele din spate ale creaturii înalte de aproape 15 cm și, la o inspecție mai atentă, a descoperit chiar și picioarele din față. Un britanic era complet peste lună în Bavaria.
Expoziția a fost inscripționată cu „Fosilă necunoscută”. David Martill și-a făcut descoperirea o dată în viață în acea zi.
Exponatul necunoscut: șarpele cu patru picioare lung de aproximativ 15 cm
Această expoziție de șarpe este Archaeopteryx din lumea șarpelui/șopârlă. Arheopterixul este un animal preistoric care are trăsături de dinozauri, precum și de păsări și marchează astfel trecerea de la dinozauri la păsări. În același mod, noul șarpe arată indicii despre modul în care a evoluat din șopârla cu patru picioare.
Înapoi la fosilă: Șarpele cu patru picioare, numit Tetrapodophis amplectus, a fost descoperit în urmă cu zeci de ani în Brazilia și are o vechime de aproximativ 100 de milioane de ani. Potrivit lui Martill, această descoperire este o dovadă că strămoșii șerpilor de astăzi au venit din țară.
Șarpele a fost la fel de agil pe cât îl știm din șerpii de astăzi. Fizionomia prezintă asemănări cu șerpii moderni: un bot scurt, un corp alungit, o coadă scurtă, o coloană vertebrală flexibilă, colți și o maxilară foarte flexibilă. Această anatomie sugerează că șarpele își sapă drumul prin pământ (modul de viață fosilar) și, prin urmare, nu pot fi de origine maritimă. În plus, lipsesc adaptările lor tipice la apă, cum ar fi o coadă laterală alungită (înotătoare). De aceea șarpele cu patru picioare susține ipoteza originii terestre a șerpilor de astăzi.
Descoperirea oferă, de asemenea, informații despre obiceiurile de hrănire ale șerpilor primari. Tetrapodophis are adaptările unui carnivor (carnivor): colți și o coloană vertebrală flexibilă care permite strangularea prăzii. Resturile vertebratelor, probabil broaște, au fost găsite și în intestinele lor. În consecință, șerpii au făcut trecerea de la insectă la carnivor relativ devreme în evoluția lor. Fluidele erau încă insectivore.
Este, de asemenea, evident, susținut de alte descoperiri, că șarpele terestru s-a dezvoltat pe continentul primar Gondwana (America de Sud de azi, Africa, Antarctica, Australia, Arabia, Madagascar, Noua Guinee și India) și de acolo în perioada Cretacicului până în Laurasia (Europa de astăzi) și Asia).
Rămâne însă o întrebare: care a fost funcția picioarelor de șarpe? Nu știi. Poate că l-au folosit pentru a urca în copaci, pentru a ține prada sau pentru a se agăța de un partener. Un singur lucru este sigur: șarpele nu a mers cu picioarele prin junglă - sau prin paradis.