慢動(dòng)作視頻現(xiàn)場(chǎng)展示蛇咬傷，你以前從未見過它們

超過。6000萬年，毒蛇在地球上滑行。

這些古老的、揮舞著化學(xué)武器的爬行動(dòng)物在進(jìn)化上的成功部分歸功于它們咬人的有效性，它們?cè)讷C物逃脫之前以驚人的速度將咬人送出。

現(xiàn)在，一個(gè)研究我與人合著的以驚人的細(xì)節(jié)揭示了這些咬傷的確切作用。今天發(fā)表在實(shí)驗(yàn)生物學(xué)雜志，這是迄今為止同類研究中規(guī)模最大的研究，并使用先進(jìn)的視頻技術(shù)來展示各種蛇類如何進(jìn)化出截然不同的策略來進(jìn)行致命的咬傷。

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地球上成千上萬的蛇

有大約地球上有 4,000 種蛇——其中約 600 種有毒。

科學(xué)家們開始直觀地記錄這些蛇的攻擊，以更好地了解它們在 1950 年代，當(dāng)高速攝影和電影攝影首次開發(fā)時(shí)。

從那時(shí)起，這些技術(shù)得到了顯著改進(jìn)，使科學(xué)家能夠更詳細(xì)地捕捉和研究毒蛇咬傷的作用。例如過去的研究已顯示有明顯的差異在捕獲獵物的攻擊與用于防御的攻擊之間。

但最近大多數(shù)檢查蛇咬傷的研究都受到許多因素的限制。

首先，他們已經(jīng)捕捉到了咬傷僅使用一臺(tái)相機(jī).這意味著我們只能從側(cè)面看到，而蛇可以向各個(gè)方向滑行。

其次，這些錄音是相對(duì)較低的分辨率– 很大程度上是因?yàn)樗鼈兪窃诠庹諚l件不足的現(xiàn)場(chǎng)制造的。

第三，他們經(jīng)常關(guān)注單一蛇種或物種數(shù)量有限.這意味著我們錯(cuò)過了看到有多少其他物種可能表現(xiàn)不同，或者攻擊得更快。

歡迎來到毒液世界

在我們的新研究中，我和我的同事研究了 36 種不同種類毒蛇的咬傷情況。

這些物種來自毒蛇的三個(gè)主要科：毒蛇、蝮蛇和蝮蛇。其中包括西部響尾蛇（Crotalus atrox）、鈍鼻毒蛇（大蝰蛇 Macrovipera lebetinus）和粗略規(guī)模的死亡加法器（刺棘).

我們研究的所有蛇都被安置在法國巴黎一家名為 Venomworld 的機(jī)構(gòu)中。在那里，我們建造了一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，由有機(jī)玻璃面板組成，內(nèi)襯紙板地板，我們將每條蛇放在其中。

我們向蛇展示了一個(gè)模擬的食物來源——一個(gè)圓柱形的醫(yī)用凝膠塊，加熱到 38 度，因此它類似于那些能夠檢測(cè)熱量的獵物。

兩臺(tái)高速攝像機(jī)以不同角度放置在附近，以每秒 1,000 幀的速度自動(dòng)捕捉蛇撞擊凝膠。

使用這兩個(gè)不同視圖的鏡頭，我們以 3D 方式重新創(chuàng)建了攻擊，以詳細(xì)研究其各種組成部分，例如持續(xù)時(shí)間、加速度、角度以及蛇下巴張開的速度。

我們總共拍攝了 108 個(gè)成功襲擊的視頻——研究中包含的每個(gè)物種三個(gè)。

打擊和砍擊

我們研究的蛇的攻擊之間存在重大差異。

毒蛇的攻擊速度最快，以每秒超過 4.5 米的速度移動(dòng)，然后將針狀的尖牙刺入假獵物體內(nèi)。有時(shí)它們會(huì)以更好的角度迅速移除并重新插入尖牙。只有當(dāng)獠牙舒適地就位時(shí)，蛇才會(huì)閉上下巴并注入毒液。

研究中約有 84% 的毒蛇在不到 90 毫秒的時(shí)間內(nèi)到達(dá)獵物。這比受驚的哺乳動(dòng)物的平均反應(yīng)時(shí)間還要快——哺乳動(dòng)物是野外許多毒蛇的首選獵物。

另一方面，長蛇，例如開普珊瑚眼鏡蛇（潤滑蠅 Aspidelaps lubricus），悄悄地沖向假獵物，然后反復(fù)猛撲并咬住它。他們的下巴肌肉會(huì)繃緊，釋放出毒液。

Colubrid 蛇，例如紅樹林蛇 （Boiga dendrophila），它們嘴里的獠牙更靠后，從更遠(yuǎn)的地方?jīng)_向獵物。他們用下巴夾住它，做出左右掃動(dòng)的動(dòng)作。在這樣做的過程中，他們?cè)谀z上撕開了一個(gè)裂口，以注入最大量的毒液。

我們既往研究強(qiáng)調(diào)了蛇的尖牙形狀如何與獵物偏好密切相關(guān)。我們現(xiàn)在可以展示他們?nèi)绾卧谡Ｑ坶g使用這些致命武器——以及為什么他們能夠在地球上生存這么久。

阿利斯泰爾·埃文斯，生物科學(xué)學(xué)院教授，莫納什大學(xué)

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