Ученые раскрыли секрет необыкновенной остроты клыков гадюки

Стефания Крофтс и ее коллега Филип Андерсон держат в руках черепа гадюковых змей
© L. Brian Stauffer / Field Museum of Natural History

Еще со времен средних веков и даже более ранних эпох существования человечества гадюки, гремучие змеи и прочие представители семейства гадюковых (Viperidae) считаются символом молниеносной реакции, сверхвысокой скорости и почти гарантированной точности попадания в жертву.

Все эти змеи охотятся на мелких млекопитающих и рептилий из засады, выпрыгивая на них с огромной скоростью, раскрыв пасть на 180 градусов и буквально «вбивая» свои клыки в плоть жертвы. Недавно ученые измерили скорость удара гадюк по жертве и обнаружили, что они могут посоперничать с подушками безопасности машин по тому, как быстро они ускоряются во время атаки.

Крофтс и ее коллеги заинтересовались другим, не менее интересным вопросом – как этим змеям удается столь же быстро прокусывать шкуру своих жертв и мгновенно впрыскивать в них яд. Для ответа на этот вопрос ученые проанализировали то, как были устроены и как работали клыки гремучих змей, гадюк и прочих представителей рода Viperidae, создав своеобразную «робо-змею».

Она представляла собой прибор, куда можно было вставить клык пресмыкающегося, разогнать и «вбить» его в кусок желатина, похожего по своей плотности, вязкости и другим свойствам на тело человека и других млекопитающих. Когда он сталкивался с зубами змеи, робот измерял силу удара, нагрузку на разные части зуба и получал другие данные, необходимые для оценки остроты клыков гадюк.

В дополнение к двум дюжинам реальных клыков змей, ученые отлили из металла несколько своих собственных версий их зубов, несколько отличавшихся по устройству от их природных аналогов. Это позволило зоологам быстро оценить то, как влияют различные их свойства на остроту зубов и что именно делает клыки гадюк столь эффективными.

Вопреки ожиданиям ученых, сильнее всего на силу удара влияло не то, насколько заостренными были клыки гадюк, а насколько изогнутой формой они обладали и как быстро они расширялись по мере движения от кончика к основанию. Как показали опыты биологов, даже «тупые» клыки подобной формы пробивали желатин лучше, чем заостренные металлические муляжи, расширявшиеся слишком быстро или медленно.

«Меня сильно удивило то, что угол расхождения стенок зуба так сильно влиял на силу удара – в прошлом, большинство исследований было сфокусировано на изучении того, как она связана с заостренностью кончика клыка. Конечно, она влияет на остроту зубов змеи, но не так сильно», — продолжает Крофтс.

Эти сведения, как надеются ученые, помогут им создать новые типы медицинских игл и других хирургических инструментов, для работы которых требуется высокая точность и большая проникающая сила. В этом отношении клыки гадюк могут встать в один ряд с иглами дикобразов и клеем моллюсков, аналоги которых уже давно применяются в работе клиник.

Статья опубликована в журнале Biology Letters
Источник: Р: Новости