Змеи - строение и эволюция / Обо всем

Как эволюционировали змеи, чем они отличаются от других рептилий и насколько значительную роль эти пресмыкающиеся занимают в сложившихся экологических нишах?

Эволюция и строение змей

Змеи являются самой молодой группой рептилий. Они развились в конце юрского периода из вараноподобных ящериц. В качестве переходной формы рассматриваются змееголовые ящерицы (Dolichosaurus dalmatinensis). Их тело уже вытянуто, однако конечности уменьшены совсем немного. Окаменевшие находки настоящих змей очень редки.

В настоящее время змей подразделяют на 2 большие группы: гигантских змей (Henophidia) и ужей с гадюками (Caenophidia). Гигантские змеи значительно древнее и известны уже с мелового периода; ужи и гадюки появились в третичный период.

Родственниками современных гигантских змей являются древние гигантские змеи, один из видов которых имел 565 позвонков.

Ужи появились уже в эоцене, а высокоспециализированные гадюки — только в начале неогена.

Ящериц и змей зоологически часто объединяют в один отряд чешуйчатых рептилий (Squamata). Действительно, у змей, как и у ящериц, есть чешуя, однако анатомически оба подотряда различаются.

У змей отсутствуют конечности и уши с барабанными перепонками. Однако эти признаки могут быть характерными и для некоторых видов ящериц. Напротив, плечевой пояс и грудина отсутствуют только у змей. Кроме того, типичным для змей является особое строение черепа, при котором его отдельные кости (Os jugale, Os palatinum, Os pterygoideum) и обе ветви нижней челюсти подвижно соединены только связками.

Соответственно длине тела количество позвонков у змей колеблется от 180 (короткие широкие гадюки) до 435 (ложноногие змеи). Например, у ужа «всего» 200 позвонков. Все позвонки туловища, за исключением атланта, имеют ребра, не закрепленные вентрально, так как у змей отсутствует грудина. У многих видов змей последние ребра, лежащие у клоаки, разветвлены.

Из-за сильно вытянутого тела многие внутренние органы змей подверглись соответствующим изменениям. Сердце вытянутое, левое легкое меньше, и левая дуга аорты в зачаточном состоянии либо совсем отсутствует. Только у ложноногих змей левое легкое еще присутствует, а у удавов даже таких же размеров, как и правое. Каудально легкое расширено в дыхательный мешок, который обеспечивает достаточное количество воздуха для змей во время длительного акта глотания.

При исследовании места нахождения и положения отдельных внутренних органов у змей была обнаружена определенная зависимость перечисленных параметров с длиной тела змеи (от кончика носа до клоаки). Кроме специфических для различных видов отличий была отмечена явная разница между видами, живущими на земле и на деревьях. Кроме того, для всех исследованных видов было отмечено перемещение органов в процессе роста змеи.

Не только ротовая полость, но и желудок змеи вместе со всем телом может быть значительно вытянут, что позволяет проглотить и переварить без затруднений большую добычу.

В поперечном отверстии клоаки в боковых карманах у самцов находятся парные половые органы, часто имеющие шипы и крючки.

Глаза змей не имеют мышц радужной оболочки, век и мигательных перепонок. Главным органом ориентации для змей является раздвоенный язык, воспринимающий запахи и втягиваемый снова в ротовую полость к органу Якобсона для их анализа.

Ложноногие змеи (Boidae) встречаются во всех тропических и умеренных регионах. Среди них выделяют подотряд питоновых змей (Pythoninae) в Старом Свете и удавов (Boinae) в Новом Свете, на островах Тихого океана и на Мадагаскаре. Их размеры колеблются от 50 см до 10 м и более. У самцов ложноногих змей выделяются остатки тазового кольца в качестве так называемой задней шпоры.

На челюсти размещены многочисленные зубы, спереди — также длинные хватательные зубы.

Питоны откладывают яйца, а удавы — живородящие змеи.

Однако четыре многочисленных подсемейства ужей имеют в задней части верхней челюсти один или несколько длинных, с продольными бороздками зубов, связанных с ядовитой железой (опистоглифы). Наиболее значимыми для террариумистов среди ужей являются бойги (Boiginae), причем как раз среди них есть несколько ядовитых видов, которые могут быть опасными для человека. К ним относятся мангровая змея (Boiga dendrophila) из Юго-Восточной Азии, южно-европейская ящеричная змея (Malpolon monspessulanus), а также, прежде всего, серая древесная змея (Thelothornis kirtlandii) из тропической Африки и южно-африканский бумсланг (Dispholidus typus). У них ядовитые зубы находятся не так глубоко, как у других ядовитых ужей. В результате этого они могут нанести человеку серьезный ядовитый укус.

Характерными для аспидов являются два расположенных спереди на верхней челюсти слегка удлиненных хватательных зуба с продольными бороздками и внутренним каналом (протероглифы). Продольные бороздки на зубе указывают на то, что открытые ранее желобки для яда в процессе эволюционного развития стали закрытыми. Яд содержит в первую очередь нейротоксины. Форма тела аспидов напоминает форму тела ужей.

Морские змеи (Hydrophiidae) имеют те же признаки, что и аспиды. К этому добавляются еще особенности, характерные для водяных обитателей. Хвост, а иногда и задняя часть тела плоские, преобразованные в своеобразный орган для гребли. Носовые отверстия находятся на верхней поверхности головы и могут закрываться.

С точки зрения анатомических особенностей строения гремучие змеи (Crotalidae) отличаются от гадюк только тем, что у них между носовым отверстием и глазами есть углубление, в котором размещен орган для приема инфракрасного излучения (тепловых волн). На основании этого гремучих змей рассматривают в качестве наиболее современной, развивающейся группы змей.