18新利最新登入蛇的工作原理

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水腹蛇也被称为 美国水蛇 查看更多爬行动物图片。

从《圣经》中夏娃的诱惑者,到《哈利·波特》系列书籍和电影中的常客,蛇已经以其诞生的故事潜入了世界神话和流行文化恐惧还有尊重。

自蛇出现以来的1.3亿多年里,它们已经出现了进化而来变成一种多才多艺的脊椎动物,拥有直立向上爬的能力,在水中飞掠,在某些物种中,甚至能飞——所有这些都没有四肢。这种移动性、遍布世界各地的存在以及有时致命的咬伤,使蛇很快成为神话的内容。

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在本文中,我们将揭开它们的神秘面纱。你将了解蛇是如何活动的,它18新利最新登入们是如何杀死和吃掉猎物的,以及它们是如何追求和繁殖的,一路上记录下一些迷人的物种。

蛇基础知识

已知的蛇有2700种爬行动物它们都具有以下特点:

  • 它们的身体很细,呈线形,没有四肢。
  • 它们是食肉动物。
  • 它们是冷血动物(变温动物),这意味着它们的内部温度随着环境温度的变化而变化。

蛇长得像无腿的蜥蜴这是有原因的——这两种爬行动物组成了这个顺序有鳞目,分为蜥蜴亚目和蜥蜴亚目蛇亚目(或Ophidia)。由于蛇的形状很长,它们的器官呈线性排列,但在其他方面与包括人类在内的其他脊椎动物的器官相似。被骨骼包裹的大脑和感觉器官都包含在头部,蛇几乎拥有人类所有的感官——只是有一些有趣的变化:

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  • 听力虽然蛇不像人一样有外耳,但空气中的声波击中皮肤后,会从肌肉转移到骨骼。当声音到达头骨下的耳骨时,它将振动发送到内耳,然后声音被大脑处理。
  • 视线蛇看不见颜色,但它们的眼睛配备了一组光感受器:杆状体提供低光但模糊的视觉,锥状体产生清晰的图像。由于不同物种的生活方式不同,眼睛的复杂性也不同。例如,主要生活在地下的蛇有较小的眼睛,只处理明暗,但生活在地面上的蛇有清晰的视觉和良好的深度感知。一些物种,特别是蟒蛇和蟒蛇,有第二种视觉工具:它们头上的凹坑器官可以看到周围的热源红外线眼镜——这是夜间捕食温血动物的有效能力。
  • 气味-像人类一样,蛇将空气中的气味吸入鼻腔,然后进入嗅室进行处理;但蛇也有一个次级系统。当蛇轻弹舌头时,它正在收集气味颗粒,并将其转移到上颚的两个充满液体的囊中雅各布森的器官——它通向第二个较小的嗅室。舌头只是用来辅助这个过程;蛇没有味觉

消化道几乎贯穿整个身体,包括嘴、食道、胃、小肠、大肠和肛门——所有这些都可以伸展,以消化比蛇直径更大的猎物(见喂养部分)。当蛇的嘴吃饱了,它就不得不张开嘴巴气管(呼吸管)下面的食物和出去,以保持呼吸。蛇不像人一样有隔膜,所以它们通过缩小胸腔将空气挤出,然后再次扩大胸腔以形成真空将空气吸入,从而使空气在肺部循环进出。在每一个呼吸周期后,蛇会经历呼吸暂停呼吸停止,持续时间从几秒钟到几分钟不等。为了处理氧气,所有的蛇都有右肺加长;许多人还有一个较小的左肺,少数人甚至在气管上有第三个肺。

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蛇的结构和生长

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响尾蛇(又名响尾蛇)。“角响尾蛇”)

蛇的长度从4英寸(10厘米)到超过30英尺(9米)不等。数百个细小的椎骨和肋骨跨越了这个距离,并通过一个复杂的肌肉系统相互连接,创造了无与伦比的灵活性(参见“四处走动”部分)。一块极具弹性的皮肤附着在肌肉上,上面覆盖着由角蛋白——和人的指甲一样。鳞片是由表皮(皮肤的外层)产生的。随着蛇的生长,鳞片的数量和模式保持不变,尽管在蛇的一生中,鳞片会脱落很多次。

与人不同,人的皮肤会不断地小片小片地脱落,蛇的鳞片和外皮会在一个叫做蜕皮.当皮肤和鳞片因时间或损伤开始磨损时,表皮开始产生新的细胞,将旧的皮肤与正在发育的内层分开。新的细胞液化,使外层软化。当外层准备脱落时,蛇会在坚硬的表面(如岩石)上摩擦嘴的边缘,直到外层开始在头部周围折叠。它继续刮和爬,直到完全摆脱死皮。蜕皮过程,大约需要14天,在几天到几个月的任何地方都会重复。

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和人类一样,蛇生长迅速,直到成熟,这可能需要一到九年的时间;18新利最新登入然而,它们的生长虽然在成熟后大大放缓,但从未停止。这种现象被称为不确定的增长.根据种类的不同,蛇的寿命可以从4年到25年以上。

蛇运动

蛇敏捷的关键——数百根椎骨和肋骨——与它们运动的关键密切相关:腹鳞.这些特殊的矩形鳞片排列在蛇的下面,与肋骨的数量直接对应。腹侧鳞片的底部边缘的功能就像轮胎的胎面轮胎抓住水面,推动蛇前进。

蛇有四种基本的运动方式:

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  • 蜿蜒的-这种s形运动,又称起伏的运动在陆地和水中,大多数蛇都使用这种方法。蛇从颈部开始收缩肌肉,身体左右摆动,形成一系列曲线。在水中,这种运动很容易推动蛇前进,因为每次收缩都对水有推力。在陆地上,蛇通常会找到电阻分在表面——比如岩石、树枝或凹痕——用它的鳞片一次性推动这些点,把蛇向前推。斑点响尾蛇用岩石作为抵抗点
  • 横向的-在阻力点较少的环境中,蛇可能会使用各种蛇形运动来四处走动。响尾蛇收缩肌肉,甩动身体,形成一个只有两点与地面接触的s形;当它们离开时,它们是横向移动的。侧身蛇在移动时身体的大部分是离地的。
  • 毛毛虫-一个更慢的移动方法是履带式或直线运动。这种技术也会将身体收缩成曲线,但这些波要小得多,而且是弯曲的上上下下而不是左右摇摆。当蛇使用毛毛虫运动时,当底部的腹部鳞片推着地面时,每条曲线的顶部都被抬出地面,形成一个涟漪效应类似于毛毛虫走路时的样18新利最新登入子。
  • 形成了-之前的方法对水平表面很有效,但蛇使用手风琴技术攀爬。蛇沿着垂直的表面伸展它的头和身体的前部,然后找到一个地方控制它的腹部鳞片。为了更好地抓住水,它会把身体的中部蜷缩成紧密的曲线,在背部向上拉的同时抓住水的表面;然后它再次向前弹跳,寻找一个新的地方,用它的鳞片抓住。

蛇的消化系统:蛇吃什么

虽然不同种类的蛇有不同的寻找和捕捉猎物的方法,但所有的蛇吃东西的方式基本上都是一样的。它们惊人的可扩张的下颚使它们能够捕食体型大得多的动物整个吞下去.人类的上颚与头骨融合在一起,因此无法移动,而蛇的上颚通过肌肉、韧带和肌腱连接在脑壳上,这使得它可以前后和左右活动。上颚与下颚通过方骨它的工作原理就像一个双关节铰链,这样下颌就可以打乱,让嘴张开到150度.此外,构成颌骨两侧的骨头不像人类的下巴那样在前面融合在一起,而是由肌肉组织连接在一起,允许两侧分开并彼此独立移动。当蛇遇到比它头大的猎物时,所有这些灵活性都派上了用场——它的头可以伸展来容纳它。

一旦蛇准备吃东西,它就会张大嘴巴,用向后弯曲的牙齿咬住猎物,开始用下颌在猎物身上“行走”——下巴的一边收起来,另一边向前移动,准备下一口。蛇用唾液浸湿猎物,最终将其拉入食道。从那里,它用肌肉同时碾碎食物,并将其推入消化道深处,在那里分解食物以获取营养。

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即使有这些优势,吃活的动物可能是一个挑战。正因为如此,一些蛇发展出了注射的能力毒液在吃猎物之前杀死或制服它。有些毒液甚至能加速消化过程。拥有这种有效工具的蛇必须有同样有效的方式将毒液进入动物的系统:尖牙

在它们上颚的前面或后面,毒蛇有两颗锋利的牙齿掏空了让毒素通过。一旦蛇攻击猎物,将这些牙齿插入猎物,毒液就会从每只眼睛下面的腺体挤压进入毒液管——在那里,毒液会通过更多的腺体,这些腺体会释放出被认为能使毒液更有效的化合物——然后通过毒牙的毒液管流出。

在无毒的蟒蛇中,牙齿是静止的;在蛇中)尖牙,牙齿向后折叠不用的时候,蛇会把自己的嘴巴咬破。

尽管只占所有蛇的五分之一的毒蛇种类都有自己的特殊酿造,但以下是最重要的三种毒素在蛇毒中发现的:

  • 神经毒素-通过阻塞神经中枢来影响神经系统,经常导致呼吸停止
  • 心脏毒素-使心脏肌肉退化,导致心脏停止跳动
  • 血毒素-引起血管破裂,导致大面积内出血

一些毒液可能还包括凝集素使血液凝结,或者抗凝血剂,使血液稀薄。大多数蛇毒利用这些化合物中的几种来产生致命的联合作用。一些蛇用另一种方式挤压猎物的生命收缩.一旦蛇把猎物牢牢地咬住,它就会把身体盘绕在猎物周围。当动物呼气时,将空气从体腔中呼出,蛇会收缩其强大的肌肉系统,收紧线圈,挤压身体,使动物无法再次呼吸。根据卡耐基梅隆大学2002年的一项研究,根据其大小,一条蟒蛇每平方英寸可以施加6到12磅的压力。虽然这种压力通过压迫猎物的肺部而使其窒息,但它也会对心脏产生同样的影响,显著加速死亡。

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蛇性

红边吊带蛇在交配球。"width=
Red-sided袜带蛇在求偶舞会上。
诺伯特·罗辛/盖蒂图片社

有人可能会认为没有四肢会让人扫兴生命,但不是为蛇。当一条雌蛇准备交配时,她开始释放一种特殊的气味(信息素)她背上的皮腺。在她的日常生活中,当她推开地面上的阻力点时,她会留下气味痕迹(参见四处走走).如果性成熟的雄性捕捉到她的气味,他会跟着她的踪迹,直到找到她。雄蛇开始用下巴撞到雌蛇的后脑勺上,然后爬到她身上,向她求爱。当她愿意的时候,她会抬起尾巴。在这一点上,他把他的尾巴缠在她的尾巴上,这样他们的尾巴底部就会在泄殖腔废物和生殖液的出口雄性插入他的两个性器官hemipenes,然后延长并释放精子。蛇的性爱通常不超过一小时,但也可能持续一整天。

雌性蛇每年繁殖一到两次;18新利最新登入然而,不同物种的繁殖方式各不相同。有些蛇会生育年轻的生活(一次从一个到150个),而其他人产卵(一次从一个增加到100个);有些甚至把这些方法结合起来,在孵化之前把蛋藏在体内,婴儿就活下来了。在大多数情况下,雌性蛇不会像母鸡一样坐在蛋上,但在某些情况下,它们会在离开母亲的身体后几天保护它们的蛋(和幼崽)。

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