Węże: definicja, budowa, gatunki, środowisko i zachowanie

Uważa się, że węże wyewoluowały z jaszczurek. Najwcześniejsze skamieniałości węży pochodzą z Dolnej Krety. Szeroka gama węży pojawiła się w okresie paleocenu (około 66 do 56 milionów lat temu).

Nie klata

Squamata są zdecydowanie grupą monofiletyczną: to grupa siostrzana Tuatara. Sądząc po ich skamielinach, squamaty były obecne w Mezozoiku, ale miały niewielkie miejsce w ekologii ziemi. Trzy z sześciu linii są nagrane najpierw w Górnej Jurajskiej, pozostałe w Kredowej. Prawdopodobnie wszystkie, na pewno jaszczurki, powstały wcześniej w Jurasie. Mosasaurowie z górnej kredy odnieśli zdecydowanie największy sukces spośród wszystkich jaszczurek, stając się głównym drapieżnikiem w ich ekosystemie.

Mimo że węże i jaszczurki wyglądają zupełnie inaczej, nie jest to też właściwa okładzina. Węże pochodziły od wczesnych jaszczurek, nie raz, ale kilka razy.

W obrębie Squamata znajduje się klata monofiletyczna. To jest Toxicofera. W jej skład wchodzą wszystkie jadowite węże i jaszczurki oraz wiele pokrewnych gatunków niejadowitych. Dowody na to są w ostatnich analizach molekularnych.

Węże kopalne

Znaleziono skamielinę prymitywnego węża z Dolnej Krety. Żył on około 113 milionów lat temu. Miał raczej małe przednie i tylne nogi. Znaleziono kilka innych skamieniałych węży z małymi tylnymi nogami, ale ten pierwszy ma wszystkie cztery nogi. Wąż, Tetrapodophis amplectus, żył na lądzie i był przystosowany do grzebania. Badacz powiedział, że istniało "wiele bardzo zaawansowanych cech węża, w tym jego haczykowate zęby, elastyczna szczęka i kręgosłup - a nawet łuski podobne do węża". I jest też zawartość jelita - połknął innego kręgowca. Żerował na innych zwierzętach, co jest cechą węża". Wąż pochodził z formacji Crato w Brazylii i przez wiele lat leżał w prywatnej kolekcji. Został odkryty ponownie w muzeum w Solnhofen w Bawarii.

Większość węży jest nieżyciowa. Te, które mają jad, używają go głównie do zabijania i ujarzmiania ofiar, a nie do samoobrony. Niektóre mają jad na tyle silny, że może powodować bolesne obrażenia lub śmierć ludzi. Węże nieżyciowe albo połykają ofiarę żywcem, albo zabijają przez ściskanie.

Dwie taksonomiczne rodziny są całkowicie jadowite:

• Elapidy - kobry, w tym kobry królewskie, kraiki, mambas, miedziogłowy australijskie, węże morskie i koralowe.
• Żmije - żmije, grzechotniki, miedziogłowiki i buszmistrzowie.

Trzecią rodziną z wężami "tylnopłatnymi" (i większością pozostałych gatunków węży) jest

• Kolubrydy - bukszpany, węże drzewne, węże winorośli, węże namorzynowe, ale nie wszystkie kolubry są jadowite.

Wiele węży ma czaszki z większą ilością stawów niż ich przodkowie jaszczurki. To pomaga im połykać ofiary znacznie większe niż ich głowy. Kości głowy i szczęki mogą się rozchodzić, pozwalając dużej zdobyczy poruszać się do ich ciała. Gardło, żołądek i jelita również mogą się rozszerzać w najbardziej niezwykły sposób. W ten sposób cienko wyglądający wąż może połknąć i strawić większe zwierzę.

Aby dopasować się do swoich wąskich ciał, pary organów węży (takich jak nerki) są jedne przed drugimi zamiast obok siebie, a większość węży ma tylko jedno pracujące płuco. Niektóre gatunki mają gorset miednicowy z parą szczątkowych pazurów po obu stronach kloaki. Jest to relikt nóg, które nie występują we współczesnych wężach.

Węże muszą regularnie zrzucać skórę podczas wzrostu. To się nazywa pierzenie. Węże zrzucają skórę, ocierając głowę o coś szorstkiego i twardego, jak kawałek drewna lub skała. To powoduje, że rozciągnięta już skóra rozrywa się na kawałki. Wąż nadal ociera swoją skórę o różne szorstkie przedmioty, aż skóra oderwie się od jego głowy. To pozwala mu czołgać się, odwracając skórę na drugą stronę.

Wszystkie węże są mięsożerne, zjadają inne zwierzęta. Niektóre są jadowite; wstrzykują sobie truciznę wzdłuż rowków w zębach. Niektóre węże są zwężnikami. Zwężacze nie są jadowite, więc ściskają swoją ofiarę na śmierć. Węże połykają całe swoje jedzenie, a nie mogą przeżuwać. Ponieważ węże są zimnokrwiste, nie muszą jeść tak regularnie jak ssaki. Ludzie, którzy są właścicielami domowych węży, karmią je tak rzadko, jak raz na miesiąc. Niektóre węże mogą jeździć nawet sześć miesięcy bez dobrego posiłku.

Węże mają bardzo elastyczną szczękę dolną, której dwie połówki nie są sztywno zamocowane, oraz wiele innych połączeń w czaszce. Mogą otwierać pyski na tyle szeroko, aby połknąć swoją ofiarę w całości, nawet jeśli średnica ofiary jest większa niż samego węża.

Nie posiadanie rąk i nóg nie powstrzymuje węży przed poruszaniem się. Opracowały one kilka różnych sposobów poruszania się, aby poradzić sobie z konkretnym środowiskiem. Każdy rodzaj ruchu węża jest dyskretny i różni się od innych.

Fałdowanie boczne

Fałdowanie boczne jest jedynym sposobem poruszania się węża w wodzie i najbardziej powszechnym sposobem poruszania się w ogóle. W tym trybie ciało węża wygina się na przemian w lewo i w prawo, powodując serię poruszających się do tyłu "fal". Podczas gdy ten ruch wydaje się szybki, rzadko widziano węże poruszające się szybciej niż dwie długości ciała na sekundę, często znacznie mniej. Ten tryb ruchu ma taką samą ilość spalonych kalorii na metr poruszania się jak u jaszczurek o tej samej masie.

Ziemia

Ziemskie boczne falowanie jest najbardziej rozpowszechnionym sposobem poruszania się większości gatunków węży. W tym trybie poruszające się z tyłu fale naciskają na punkty kontaktowe w środowisku, takie jak skały, gałązki, nierówności gleby itp. Każdy z tych obiektów środowiskowych z kolei generuje siłę reakcji skierowaną do przodu i w kierunku linii środkowej węża, co powoduje napór do przodu, podczas gdy składowe boczne się znoszą. Prędkość tego ruchu zależy od gęstości punktów nacisku w otoczeniu, przy czym idealna jest średnia gęstość około 8 na długości węża. Prędkość fali jest dokładnie taka sama jak prędkość węża, a w rezultacie każdy punkt na ciele węża podąża ścieżką punktu przed nim, pozwalając wężom poruszać się po bardzo gęstej roślinności i małych otworach.

Aquatic

Węże poruszają się do przodu w wodzie, poruszając ciałami w ruchu falowym. Fale stają się większe, gdy przesuwają się w dół ciała węża, a fala przesuwa się do tyłu szybciej niż wąż porusza się do przodu. Napór jest uzyskiwany poprzez popychanie ciała węża do wody: powoduje to obserwowany poślizg. Pomimo ogólnych podobieństw, badania pokazują, że wzór aktywacji mięśni jest inny w wodzie niż w ziemskich falach bocznych, co uzasadnia nazwanie ich odrębnymi trybami. Wszystkie węże mogą pofałdować bocznie do przodu (z falami poruszającymi się do tyłu), ale tylko węże morskie zaobserwowano odwrócenie ruchu (poruszające się do tyłu z falami poruszającymi się do przodu).

Szycie boczne

Jest to najczęściej stosowane przez węże kolubidalne (kolubrydy, elaidy i żmije). Używają go, gdy w środowisku nie ma nic twardego do popchnięcia, np. śliskie błoto płaskie lub wydma piaskowa. Sidewinding jest zmodyfikowaną formą bocznego falowania, w której wszystkie segmenty ciała zorientowane w jednym kierunku pozostają w kontakcie z podłożem, podczas gdy pozostałe są podnoszone do góry. Skutkuje to swoistym "toczeniem się" ruchu. Ten sposób poruszania się przezwycięża śliski charakter piasku lub błota, odpychając się tylko statycznymi porcjami na ciele, minimalizując w ten sposób poślizg. Statyczną naturę punktów styku można pokazać na podstawie śladów węża bocznego, które pokazują każdy odcisk skali brzusznej, bez rozmazywania się. Ten sposób przemieszczania się ma bardzo niski koszt kaloryczny, mniej niż ⅓ kosztu przemieszczania się jaszczurki lub normalnego węża na tę samą odległość.

Concertina

Gdy nie ma push-pointa, ale przestrzeń jest zbyt wąska na boki, np. w tunelach, węże polegają na poruszaniu się concertina. W tym trybie wąż opiera tylną część swojego ciała o ścianę tunelu, podczas gdy przód węża rozciąga się i prostuje. Przednia część następnie wygina się i tworzy punkt kotwiczenia, a tylna część jest prostowana i ciągnięta do przodu. Ten sposób poruszania się jest powolny i bardzo wymagający, wymagający do siedmiu razy więcej energii niż pofałdowanie boczne na tej samej odległości. Ten wysoki koszt wynika z powtarzających się zatrzymań i startów części ciała, jak również z konieczności wykorzystania mięśni do oparcia się o ściany tunelu.

Rectilinear

Najwolniejszy tryb poruszania się węża to ruch prostoliniowy, który jest również jedynym trybem, w którym wąż nie musi zginać ciała na boki, choć może to zrobić podczas skręcania. W tym trybie łuski brzuszne są podnoszone i wciągane do przodu, zanim zostaną umieszczone w dół, a ciało wciągane nad nimi. Fale ruchu i zastoje przechodzą do tyłu, powodując serie fałdowań w skórze. Żebra węża nie poruszają się w tym trybie ruchu i metoda ta jest najczęściej stosowana przez duże pytony, boa i żmije podczas prześladowania ofiary na otwartym terenie, ponieważ ruchy węża są subtelne i trudniejsze do wykrycia przez ofiarę w ten sposób.

Inne

Ruch węży w drzewach jest badany dopiero od niedawna. Podczas gdy na gałęziach drzewa, węże używają kilku trybów poruszania się w zależności od gatunku i struktury kory. Ogólnie rzecz biorąc, węże używają zmodyfikowanej formy concertiny poruszającej się na gładkich gałęziach, ale będą pofałdować się bocznie, jeśli są dostępne punkty kontaktowe. Węże poruszają się szybciej na małych gałęziach i kiedy punkty kontaktowe są obecne, w przeciwieństwie do zwierząt limbowanych, które lepiej radzą sobie na dużych gałęziach z małym "bałaganem".

Węże szybowcowe (Chrysopelea) z Azji Południowo-Wschodniej wystrzeliwują się z czubków gałązek, rozciągając swoje żebra i pofałdowane bocznie w miarę przesuwania się między drzewami. Węże te, w zależności od wysokości startu, mogą ślizgać się w kontrolowany sposób przez setki stóp, a nawet skręcić w powietrzu.