Идеальный тихий убийца - хамелеон
Вы видите на этом фото талантливого охотника? Нет? А он есть.
Хамелеоны - удивительные существа. Их зрение, строение кожи, принцип охоты - все это уникально. Выглядит хамелеон немного странно, даже смешно. Но это для человека. А в природе хамелеон - опасный убийца, тихий и точный. Правда, охотится хамелеон лишь на относительно небольших насекомых, которых он способен проглотить. Как только хамелеон видит добычу, он выбрасывает длинный и очень липкий на конце язык (о причине этой липкости поговорим ниже). Язык у хамелеона - один из самых развитых органов тела. Можно сказать, что это его шестая конечность (если считать его цепкий хвост пятой). При помощи языка хамелеон способен захватить и проглотить добычу в треть веса животного. И все это - без малейшего движения тела, работает только язык.
Как именно хамелеон захватывает жертву оставалось загадкой многие годы. Сложно понять было даже то, как животное выбрасывает свой язык с такой скоростью на такие расстояния (две длины тела за доли секунды). А то, как происходит захват жертвы и возврат в рот хамелеона - это еще более сложный вопрос. Как оказалось, причина успеха тихой охоты - в липкости языка хамелеона. Он не просто липкий, а чрезвычайно липкий.
Это свойство языка обусловлено вязкостью слюны хамелеона. Она в 400 раз более вязкая, чем слюна человека. В определенных условиях это вещество ведет себя как упругое твердое тело, а не как жидкость. Это - ключ к пониманию механизма «языкового захвата».
Производится слюна в очень небольших количествах специальными железами языка. Ученым удалось измерить вязкость этой жидкости, несмотря на все сложности. При помощи приманки хамелеона удалось заставить выбросить язык, попав по предметному стеклу микроскопа. На стекле отпечаталась слюна. После этого сразу же началась вторая фаза эксперимента - измерение вязкости. Ученые воспользовались вторым стеклом, с нанесенной контрольной жидкостью, вязкость которой известна. После этого по первой и второй жидкости начали скатывать крошечные металлические шарики. Стекло при этом было наклонено под определенным углом. Максимальный угол наклона, при котором шарик не скатывался, а оставался в испытуемой жидкости, позволял измерить вязкость этой жидкости.
Click to view«Неожиданно высокая вязкость слюны позволяет говорит о том, что жертвы прилипают к языку хамелеона благодаря вязкостной адгезии», говорит руководитель исследования Паскаль Даммон (Pascal Damman). «Но даже знание этой величины недостаточно для определения силы вязкостной адгезии. Для измерения силы адгезии мы использовали динамическую модель фазы ретракции».
Ученым удалось выяснить, что при ударе языка о насекомое язык расширяется, и площадь соприкосновения с жертвой увеличивается. А значит, значительно возрастает и сцепление насекомого с поверхностью языка. Несмотря на то, что язык быстро возвращается обратно, силы сцепления достаточно, чтобы жертва не «сорвалась». «Вязкостная адгезия - эффективный способ удержания даже очень большой жертвы», - говорит ученый. Вязкая жидкость вырабатывается только во время выброса языка.
Измерение вязкости слюны хамелеона позволило подтвердить одно из предположений о том, как хамелеон удерживает добычу на кончике языка. Еще в 50-х годах прошлого века была создана «теория прилипания», согласно которой жертва просто прилипает к некоему клейкому веществу на кончике языка хамелеона. После этого предположение отбросили, как несостоятельное, считая, что раз хамелеон может выбросить из пасти несъедобный объект, значит, слюна здесь ни при чем. Подтверждение поступило и от ученых, которые провели эксперимент с блокированием нервов животного, отвечающих за работу языка. После блокирования нервных каналов, управляющих работой кончика языка, хамелеоны оказались неспособными захватывать жертв. Да, язык выбрасывался, но добыча не прилипала к нему.
Сейчас оказалось, что правы все же ученые, которые писали о хамелеоне в 50-х. Интересен еще один момент. Крупных жертв хамелеоны могут без проблем отпустить (если добыча уж очень сильная) благодаря тому, что язык при выбрасывании принимает определенную форму, схожую с чашей. Ее назвали «всасывающей чашей». Мелкие насекомые сразу оказываются в «чаше» при захвате. А вот крупная добыча охватывается языком лишь частично.
Язык выбрасывается во время работы двух мышц с обеих сторон подъязычной кости хамелеона. Возвращается он в форме спирального свитка.
Насколько быстр хамелеон?
В этом году биологи американского Брауновского университета решили определить, насколько быстры хамелеоны в качестве охотников. Они отобрали 20 видов хамелеонов и начали снимать захват добычи представителем каждого вида скоростной камерой (до 3000 кадров в секунду). Как оказалось, в среднем процесс выбрасывания языка занимает всего 1/20 секунды. Возврат языка в исходное положение с жертвой занимает примерно полсекунды. За три секунды хамелеон может идентифицировать и поймать до 4 насекомых. Если хамелеон не охотится, язык удерживается специальной костью нижней челюсти.
Что касается эффективности охоты различных видов, то наиболее смертоносными охотниками оказались хамелеоны вида Rhampholeon spinosus. Размер их тела составляет всего 4 сантиметра, но язык выбрасывается на длину, в 2.5 раза превышающей длину тела животного. Язык при этом набирает скорость в 100 км/ч всего за сотую долю секунды.
Чуть менее эффективными охотниками являются Brookesia superciliaris, Rieppeleon brevicaudatus и Trioceros hoehnelii. У них язык длиннее тела в два раза. И наименее смертоносным для жертвы является гигантский хамелеон Furcifer oustaleti, вырастающий до размера в 60 сантиметров и больше.
По мнению специалистов, точность броска языка мелких видов хамелеонов объясняется высокими энергозатратами. Если маленький хамелеон промахнется, ему придется набираться сил для следующей атаки. А вот у большого хамелеона достаточно энергии для повторного броска.
Что еще может делать хамелеон?
Конечно же, менять окраску и рисунок тела. Это делает животное еще более смертоносным для его жертв. Способность изменять окраску связана со строением кожи хамелеона. Во внешнем слое кожи размещается большое количество клеток хроматофор. Эти клетки содержат зерна пигментов различных цветов, включая черный, темно-коричневый, красноватый и желтый. Сочетание этих цветов позволяет хамелеону окрашивать свою кожу во множество различных оттенков.
Кроме хроматофор, у хамелеонов есть и специальные клетки с кристаллами внутри, которые могут отражать и преломлять свет. А в наиболее глубоком подкожном слое хамелеона ученые обнаружили кристаллы, которые помогают животному отражать инфракрасное излучение. Благодаря этим клеткам хамелеон может отражать инфракрасное излучение, сохраняя температуру тела в жару.
Животное может быстро изменить окраску тела от черного цвета до беловатого. При этом может изменяться цвет не всей кожи, а какой-то ее части.
Окраска меняется под воздействием различных факторов, включая внешнюю среду и состояния организма животного. Некоторые виды хамелеонов изменяют цвет кожи не для того, чтобы скрыться, а для общения с представителями своего вида.