Зме́и ( лат. Serpentes ) — подотряд класса пресмыкающихся отряда чешуйчатые . Змеи обитают на всех континентах , кроме Антарктиды и нескольких крупных островов , таких как Ирландия и Новая Зеландия , а также множества мелких островов Атлантического океана и центральной части Тихого океана . Некоторые змеи ядовиты, но неядовитые представлены бóльшим количеством видов. Ядовитые пользуются ядом в первую очередь для охоты (чтобы убить жертву), а не для самозащиты. Яд некоторых видов достаточно силён, чтобы убить человека. Неядовитые змеи либо заглатывают добычу живьём ( ужи ), либо предварительно убивают (удушают) её ( полозы , удавы ). Самые крупные известные змеи из ныне живущих на Земле — сетчатый питон и водяной удав анаконда . Длина самых мелких змей из ныне живущих — Leptotyphlops carlae — не превышает 10 сантиметров . Размер большинства змей не превышает одного метра .

Изучением змей занимается серпентология .

Эволюция

Змеи произошли от ящериц и являются монофилетической группой . По молекулярным данным , ближайшие их родственники среди современных ящериц — игуанообразные и веретеницеобразные , образующие вместе с ними кладу Toxicofera . Некоторые морфологические исследования указывают на то, что в эту кладу входят и мозазавры , причём они являются сестринской группой змей .

Древнейшие известные (на 2014 год) ископаемые остатки змей происходят из средне юрских отложений Англии (около 167 млн лет назад, Eophis underwoodi ) . С верхнего мела остатки становятся относительно многочисленными .

Эволюция змей сопровождалась существенными изменениями в высококонсервативном регуляторном участке, отвечающем за включение экспрессии гена SHH (Sonic hedgehog ). В результате замен и делеций внутри энхансера оказались «испорчены» или утрачены сайты связывания транскрипционных факторов, и ген SHH перестал включаться в тех зонах эмбриона , где у всех остальных позвоночных, от хрящевых рыб до млекопитающих , формируются почки конечностей . Сам ген и другие его регуляторные области остались при этом консервативными, как и следовало ожидать, исходя из многофункциональности гена SHH .

Особенности строения

Внешний вид

Тело удлинённое, без конечностей. Длина тела от 10 см до почти 7 метров.

От безногих ящериц змеи отличаются подвижным соединением левой и правой частей челюстей (что даёт возможность заглатывать добычу целиком), отсутствием подвижных век, барабанной перепонки и плечевого пояса .

Кожа

Тело змеи покрыто чешуйчатой кожей. Вопреки расхожему мнению (из-за возможной путаницы змей с червями) змеиная кожа сухая, а не влажная и слизистая. У большинства видов змей кожа со стороны живота особая и приспособлена для большего сцепления с поверхностью, облегчая перемещение. Веки змеи представлены прозрачными чешуйками и остаются постоянно закрытыми. Смена кожного покрова змеи называется шелушением или линькой. У змей кожа меняется одномоментно и одним слоем . Несмотря на кажущуюся неоднородность, кожный покров змеи не является дискретным, и слущивание верхнего слоя кожи — эпидермиса — в процессе линьки напоминает выворачивание чулка наизнанку .

Форма и количество чешуек на голове, спине и животе зачастую является характерным для данного вида и используется в процессе идентификации в таксономических целях. Чешуйки называют главным образом в соответствии с их расположением на теле. У более развитых («продвинутых») змей ( ) широкие полосы ряда спинных чешуек соответствуют позвонкам, что позволяет сосчитать позвонки змеи без вскрытия. Глаза змеи покрывают специальные прозрачные чешуйки (Brille) — неподвижные веки. Таким образом, их глаза фактически всегда остаются открытыми, даже во время сна. Однако они могут быть прикрыты кольцами тела.

Линька

Процесс линьки (шелушения) змеи решает ряд задач. Во-первых, это замена старых, изношенных клеток кожного покрова змеи. Во-вторых, он позволяет на какое-то время избавиться от паразитов, например клещей. В-третьих, некоторым животным (например, насекомым ) линька позволяет расти. Однако в случае змей значение линьки для роста было оспорено .

Линька происходит периодически в течение всей жизни змеи. Перед линькой змея перестаёт есть и часто скрывается, перемещаясь в безопасное место. Незадолго до линьки кожа становится тусклой и сухой на вид, а глаза становятся мутными или синего цвета. Внутренняя поверхность старой кожи разжижается. Это приводит к тому, что старая кожа отделяется от новой, расположенной под ней. Через несколько дней глаза проясняются, и змея «выползает» из своей старой кожи. При этом старая кожа лопается в области рта, и змея начинает извиваться, используя силу трения и опираясь на шероховатую поверхность. Во многих случаях процесс сброса старой кожи ( пилинг ) осуществляется назад по ходу тела (от головы до хвоста) единым фрагментом, как при выворачивании носка наизнанку. Новый, более крупный и яркий слой кожи оказывается снаружи .

Взрослые (старшие) змеи способны менять свою кожу только один или два раза в год. Однако более молодые особи, которые продолжают расти, могут линять до четырёх раз в год . Сброшенная кожа является идеальным отпечатком внешнего покрова. Если она осталась неповреждённой, по ней обычно можно определить вид змеи . Благодаря периодическому обновлению кожи змея стала символом исцеления и медицины (изображение на жезле Асклепия ) .

Скелет

Череп змей диапсидный , но обе височные дуги отсутствуют. Мозговая коробка спереди имеет окостенение , что защищает мозг при заглатывании крупной добычи. Череп большинства змей отличается сильным развитием , то есть многие кости черепа подвижны относительно друг друга. У змей очень подвижны квадратные, соединённые с ними чешуйчатые, а также верхнечелюстные, верхневисочные, нёбные и крыловидные кости, которые соединены с мозговой коробкой эластичными связками . Угловая, надугловая и сочленовная кости нижней челюсти сросшиеся, а между ними и зубной костью присутствует подвижное сочленение. Обе половины нижней челюсти соединены эластичной связкой. Такая система подвижно сочленённых костей способствует чрезвычайно широкому раскрыванию рта, что необходимо для заглатывания крупной добычи целиком, а также обеспечивает возможность независимых движений правой и левой половин челюстного аппарата при проталкивании добычи в глотку с поочередным перехватыванием. Всё это позволяет змеям заглатывать относительно очень крупную добычу, по размерам часто превышающую толщину туловища змеи .

Зубы змей расположены на зубных, верхнечелюстных, крыловидных и иногда на предчелюстных костях. Зубы острые и тонкие, приросшие к краям челюстных костей или соединённые с челюстью при помощи особых связок. У ядовитых змей на верхнечелюстных костях расположены крупные острые, загнутые назад ядовитые зубы. Такие зубы имеют бороздку на передней поверхности или внутренний канал, по которым яд при укусе попадает в рану . У гадюковых змей за счет подвижности укороченных верхнечелюстных костей ядовитые зубы могут вращаться на 90°. Ядовитые зубы в некоторых случаях (у габонской гадюки ) достигают длины 4,5 сантиметров.

Змеи отличаются большим количеством позвонков (от 200 до 450).

Грудины , как и грудной клетки , нет, при заглатывании пищи рёбра раздвигаются. Плечевой пояс отсутствует. Рудименты тазового пояса сохраняются у некоторых примитивных семейств змей. Шейный отдел сохранился в количестве 3 позвонков.

Внутренние органы

Внутренние органы имеют вытянутую форму и расположены асимметрично. Кроме того, некоторые из парных органов утратили одну половину и стали непарными. Например, у наиболее примитивных змей развиты оба лёгких, но при этом правое всегда больше левого; у большинства змей левое лёгкое совсем исчезает, либо рудиментарно . Гадюки и некоторые другие змеи, помимо правого лёгкого, имеют еще и так называемое трахейное лёгкое , образованное расширенной задней частью трахеи. Само же лёгкое в своей задней части преобразовано в тонкостенный резервуар для воздуха. Водяным змеям оно служит плавательным пузырём . Он очень растяжим, и змея может сильно раздуваться при вдохе, а при выдохе может издавать громкое и продолжительное шипение.

Сердце змей расположено в области раздвоения трахеи и заключено в сердечную сумку — перикард . В связи с отсутствием диафрагмы сердце способно перемещаться, что защищает его от возможного повреждения при прохождении крупных жертв по пищеводу. Сосудистая система змей также имеет особенности. Селезёнка с прикреплённым к ней жёлчным пузырём , а также поджелудочная железа фильтруют кровь . В сердечно-сосудистой системе змей имеется уникальная почечная портальная система — кровь от хвоста змеи проходит через почки , прежде чем вернуться к сердцу. Вилочковая железа находится в жировой ткани выше сердца и отвечает за выработку иммунных клеток в кровь. Лимфатические узлы у змей отсутствуют .

Пищевод змей очень мускулист, что облегчает проталкивание пищи в желудок , который представляет собой удлинённый мешок, переходящий в сравнительно короткий кишечник .

Почки сильно вытянуты в длину, а мочевой пузырь отсутствует. Семенники тоже удлинены, а копулятивный орган самцов представляет собой парные мешки, обычно снабженные различными по величине и форме шипиками. Эти мешки лежат под кожей позади анального отверстия и выворачиваются наружу при возбуждении. В яйцеводах змей четыре отдела: воронка, белковая часть, яйцевая камера и матка. Белковый отдел яйцеводов змей по гистологической структуре сходен с аналогичным отделом яйцевода птиц, но заметно короче него. В яйцевой камере яйца находятся весьма долго. В это время яйцевая камера играет роль инкубатора: снабжает яйца влагой и обеспечивает газообмен зародыша .

Органы чувств

Обоняние

В поисках добычи змеи отслеживают запахи , используя раздвоенный язык для сбора частиц из окружающей среды и затем передавая их на анализ в ротовую полость (а точнее, в вомероназальный орган или орган Якобсона) . Змеиный язык постоянно находится в движении, отбирая пробы частиц воздуха, почвы или воды. Анализируя их химический состав, он позволяет обнаружить добычу или хищника и определить их положение. У змей, обитающих в воде (например, у анаконды ), язык эффективно функционирует под водой. Таким образом, он даёт возможность направленного обоняния и определения вкуса одновременно .

Зрение

Глаза змей защищены сросшимися прозрачными веками. Их зрение варьирует в широких пределах — от способности только отличить свет от тьмы до довольно острого. Вообще говоря, оно направлено не столько на получение резкого изображения, сколько на отслеживание движения . Как правило, зрение хорошо развито у древесных змей и слабо — у роющих (ведущих в основном подземный образ жизни). Некоторые змеи (например, Ahaetulla ) обладают бинокулярным зрением — способны наводить оба глаза на одну точку. Фокусировка глаза у большинства змей осуществляется путём движения хрусталика относительно сетчатки , в то время как у большинства остальных амниот — путём изменения его кривизны.

Тепловая чувствительность

По сравнению с другими пресмыкающимися у змей наиболее развитый орган тепловой чувствительности. Он находится на лицевой ямке между глазом и носом с каждой стороны головы. Гадюки , питоны , удавы обладают чувствительными рецепторами, расположенными в глубоких канавках на морде. Они позволяют им «видеть» тепло, излучаемое теплокровной добычей (например, млекопитающими ). Другие представители оснащены тепловыми рецепторами, выстилающими верхнюю губу чуть ниже ноздрей . У ямкоголовых змей термолокаторы позволяют определять даже направление источника теплового излучения. При этом они воспринимают инфракрасное излучение , исходящее от окружающих предметов, именно по его тепловому действию .

Вибрационная чувствительность

Наружное и среднее ухо (в том числе слуховое отверстие и барабанная перепонка ) у змей отсутствуют, однако они ощущают вибрацию земли и звуки (хотя и в довольно узком диапазоне частот) . Части тела, находящиеся в прямом контакте с окружающей средой, очень чувствительны к вибрации . Благодаря этому змеи чувствуют приближение других животных .

Среда обитания и образ жизни

Распространение

Змеи освоили практически все жизненные пространства Земли, кроме воздушного. Они встречаются на всех материках , кроме Антарктиды . Змеи распространены от Полярного круга на севере до южной оконечности Американского материка. Особенно многочисленны они в тропических областях Азии , Африки , Южной Америки и в Австралии ^{[ источник не указан 2535 дней ]} . Отсутствуют на высоких широтах (в том числе в Гренландии и Исландии ), а также в Ирландии и Новой Зеландии .

Предпочитают обитать на территориях с жарким климатом. Обитают в различных экологических условиях — лесах , степях , пустынях , в предгорьях и горах .

Змеи в основном ведут наземный образ жизни, но некоторые виды живут под землёй, в воде, на деревьях. При наступлении неблагоприятных условий (например, при похолодании) змеи впадают в спячку.

Питание

Все известные змеи — хищники . Питаются разнообразными животными, в том числе морскими обитателями: позвоночными и беспозвоночными . Существуют виды змей, которые специализируются на поедании определённого вида добычи, то есть стенофаги . Например, глянцевый рачий уж ( Liodytes rigida ) питается почти исключительно речными раками , а африканские яичные змеи ( Dasypeltis ) — только яйцами птиц .

Неядовитые змеи заглатывают добычу живьём (например, ужи ) либо предварительно умертвляют её, сжимая челюстями и придавливая телом к земле ( стройные полозы ) или удушая в кольцах тела ( удавы и питоны ). Ядовитые змеи убивают добычу, вводя в её тело яд при помощи специализированных ядопроводящих зубов.

Змеи, как правило, заглатывают добычу целиком. Механизм заглатывания состоит в попеременном движении правой и левой половинами нижней челюсти (змея как бы натягивает себя на добычу).

Некоторые виды змей питаются другими змеями, например королевские кобры.

Половое поведение и размножение змей

Большинство змей размножаются откладкой яиц , но некоторые виды яйцеживородящие или живородящие .

Классификация

Основные группы змей — Scolecophidia (слепые змеи, 1 надсемейство) и Alethinophidia (все остальные змеи, 5 надсемейств). Иногда им придают ранг инфраотрядов. Alethinophidia делят на ( высшие и бородавчатые змеи) и Henophidia (все остальные) .

По данным базы The Reptile Database, по состоянию на февраль 2017 года известен 3631 вид змей . Их объединяют в более 20 семейств и 6 надсемейств (4 семейства пока не включены ни в одно надсемейство) . Ядовитые змеи составляют около четверти известных видов.

• Семейство Aniliidae — Вальковатые змеи
• Семейство Bolyeriidae — Маскаренские удавы , или болиериды
• Семейство Tropidophiidae — Земляные удавы
• Семейство
• Надсемейство Acrochordoidea
  • Семейство Acrochordidae — Бородавчатые змеи
• Надсемейство
  • Семейство Anomochilidae
  • Семейство Cylindrophiidae — Цилиндрические змеи
  • Семейство Uropeltidae — Щитохвостые змеи
• Надсемейство
  • Семейство Loxocemidae — Мексиканские земляные питоны
  • Семейство Pythonidae — Питоны
  • Семейство Xenopeltidae — Лучистые змеи
• Надсемейство Booidea
  • Семейство Boidae — Ложноногие змеи
• Надсемейство Colubroidea
  • Семейство Colubridae — Ужеобразные
  • Семейство Lamprophiidae
  • Семейство Elapidae — Аспидовые
  • Семейство Homalopsidae
  • Семейство Pareidae
  • Семейство Viperidae — Гадюковые
  • Семейство
  • Семейство Xenodermatidae
• Надсемейство Typhlopoidea (инфраотряд Scolecophidia )
  • Семейство Anomalepididae — Американские червеобразные змеи
  • Семейство
  • Семейство Typhlopidae — Слепозмейки
  • Семейство Leptotyphlopidae — Узкоротые змеи
  • Семейство

Ископаемые виды

Одно из вымерших семейств змей — . К нему относится, в частности, найденный в 1987 году и описанный в 2010 году Sanajeh indicus . Он жил около 67 миллионов лет назад (в маастрихтском веке мелового периода) и имел длину 3,5 метра. Вместе с его костями были обнаружены ископаемые остатки скорлупы. Это первое свидетельство того, что змеи поедали яйца и детёнышей динозавров . К этому же семейству отнесён вид Najash rionegrina , живший на территории Аргентины в меловом периоде, около 95 миллионов лет назад (сеноман) . Его остатки были найдены в 2006 году .

У некоторых вымерших змей сохранились рудименты задних конечностей, например у представителя семейства пахиофиид — Eupodophis descouensi .

См. также

• Список змей России
• Список змей Украины
• Список змей Казахстана
• Змей (мифология)
• Проповеди со змеями
• Укус змеи

Примечания

Комментарии

Источники

Ссылки

• Вяч. Вс. Иванов . // Мифы народов мира]
• — База рептилий (англ.)