Käärmeet

Evolution

Käärmeiden uskotaan kehittyneen liskoista. Varhaisimmat käärmefossiilit ovat peräisin alemmalta liitukaudelta. Paleoseenikaudella (noin 66-56 miljoonaa vuotta sitten) esiintyi laaja valikoima käärmeitä.

Ei kladi

Squamatat ovat ehdottomasti monofyleettinen ryhmä: se on Tuataran sisäryhmä. Fossiiliaineiston perusteella squamatat olivat läsnä mesotsooisella kaudella, mutta niillä oli vähäinen asema maaekologiassa. Kolme kuudesta linjasta on löydetty ensimmäisen kerran yläjurakaudelta, muut liitukaudelta. Todennäköisesti kaikki, varmasti liskot, syntyivät jo aiemmin jurakaudella. Yläkreidakauden mosasaurukset olivat liskoista ylivoimaisesti menestyneimpiä, ja niistä tuli ekosysteeminsä huippupetoja.

Vaikka käärmeet ja liskot näyttävät hyvin erilaisilta, kumpikaan niistä ei ole varsinainen klaadi. Käärmeet polveutuivat varhaisista liskoista, eivät vain kerran vaan useita kertoja.

Squamata-suvun sisällä on yksi monofyleettinen kladi. Se on Toxicofera. Siihen kuuluvat kaikki myrkylliset käärmeet ja liskot sekä monet niihin liittyvät myrkyttömät lajit. Todisteet tästä löytyvät viimeaikaisista molekyylianalyyseistä.

Fossiilikäärmeet

Alemmalta liitukaudelta on löydetty alkukantaisen käärmeen fossiili. Se eli noin 113 miljoonaa vuotta sitten. Sillä oli melko pienet etu- ja takajalat. Useita muitakin fossiilisia käärmeitä on löydetty, joilla on pienet takajalat, mutta tämä on ensimmäinen, jolla on kaikki neljä jalkaa. Käärme, Tetrapodophis amplectus, eli maalla ja oli sopeutunut kaivautumiseen. Tutkijan mukaan käärmeessä oli "paljon hyvin kehittyneitä käärmeen piirteitä, kuten koukkuhampaat, joustava leuka ja selkäranka - ja jopa käärmeen kaltaiset suomut. Ja sitten on suolen sisältö - se on niellyt toisen selkärangattoman. Se saalisti muita eläimiä, mikä on käärmeen ominaisuus". Käärme on peräisin Brasiliassa sijaitsevasta Crato-muodostumasta, ja se oli yksityisessä kokoelmassa monta vuotta. Se löydettiin uudelleen museosta Solnhofenissa Baijerissa.

Venom

Useimmat käärmeet eivät ole myrkyllisiä. Ne, joilla on myrkkyä, käyttävät sitä lähinnä saaliin tappamiseen ja taltuttamiseen eikä niinkään itsepuolustukseen. Joidenkin myrkky on niin voimakas, että se voi aiheuttaa ihmisille kivuliaita vammoja tai kuoleman. Myrkyttömät käärmeet joko nielevät saaliin elävältä tai tappavat sen puristamalla.

Kaksi taksonomista sukua on täysin myrkyllisiä:

• Elapidat - kobrat, mukaan lukien kuningaskobrat, kraitit, mambat, australialaiset kuparipäät, merikäärmeet ja korallikäärmeet.
• Viperidat - kyykäärmeet, kalkkarokäärmeet, kuparipäät/vattumouthit ja bushmasterit.

Kolmas perhe, johon kuuluvat "takahampaiset" käärmeet (ja useimmat muut käärmelajit), on käärmelajit

• Colubrids - boomslangit, puukäärmeet, köynnöskäärmeet, mangrovekäärmeet, mutta kaikki colubrids eivät ole myrkyllisiä.

Anatomia

Monien käärmeiden kallossa on enemmän niveliä kuin niiden liskoesivanhemmilla. Tämä auttaa niitä nielemään saalista, joka on paljon niiden päätä suurempi. Pään ja leukojen luut voivat liikkua erilleen, jotta suuret saaliseläimet pääsevät siirtymään niiden kehoon. Myös kurkku, vatsa ja suolet voivat laajentua mitä erikoisimmalla tavalla. Näin ohuen näköinen käärme voi niellä ja sulattaa suuremman eläimen.

Jotta käärmeiden kapeaan kehoon mahtuisi, niiden parielimet (kuten munuaiset) sijaitsevat toinen toisensa edessä eivätkä vierekkäin, ja useimmilla käärmeillä on vain yksi toimiva keuhko. Joillakin lajeilla on lantiovyötärö, jossa on pari jäljellä olevia kynsiä kloakan molemmin puolin. Tämä on jäänne jaloista, joita ei esiinny nykyaikaisissa käärmeissä.

Shedding

Käärmeiden on karistettava iho säännöllisesti kasvaessaan. Tätä kutsutaan karvanvaihdoksi. Käärmeet irrottavat ihoaan hankaamalla päätään johonkin karheaan ja kovaan esineeseen, kuten puunpalaan tai kiveen. Tämä saa jo valmiiksi venyneen ihon repeämään auki. Käärme hieroo ihoaan erilaisiin karkeisiin esineisiin, kunnes iho irtoaa sen päästä. Näin se pääsee ryömimään ulos, jolloin iho kääntyy nurinpäin.

Feeding

Kaikki käärmeet ovat lihansyöjiä; ne syövät muita eläimiä. Jotkut ovat myrkyllisiä; ne ruiskuttavat myrkkyä hampaissaan olevia uria pitkin. Jotkut käärmeet ovat supistajia. Kuristajakäärmeet eivät ole myrkyllisiä, joten ne puristavat saaliinsa kuoliaaksi. Käärmeet nielevät ruokansa kokonaisena, eivätkä ne pysty pureskelemaan. Koska käärmeet ovat kylmäverisiä, niiden ei tarvitse syödä yhtä säännöllisesti kuin nisäkkäiden. Ihmiset, joilla on lemmikkikäärmeitä, ruokkivat niitä niinkin harvoin kuin kerran kuukaudessa. Jotkut käärmeet voivat olla jopa kuusi kuukautta ilman kunnon ateriaa.

Käärmeillä on hyvin joustava alaleuka, jonka molemmat puoliskot eivät ole jäykästi kiinni toisissaan, ja niiden kallossa on monia muita niveliä. Ne voivat avata suunsa riittävän leveäksi nielaistakseen saaliinsa kokonaisena, vaikka saalis olisi halkaisijaltaan suurempi kuin käärme itse.

Movement

Se, että käärmeillä ei ole käsiä eikä jalkoja, ei estä niitä liikkumasta. Ne ovat kehittäneet useita erilaisia liikkumistapoja selviytyäkseen tietyissä ympäristöissä. Kukin käärmeen liikkumistapa on erillinen ja muista erottuva.

Sivuttainen aaltoilu

Sivuttainen aaltoilu on käärmeen ainoa tapa liikkua vedessä, ja se on yleisin tapa liikkua ylipäätään. Tässä tavassa käärmeen vartalo taipuu vuorotellen vasemmalle ja oikealle, jolloin syntyy sarja taaksepäin suuntautuvia "aaltoja". Vaikka tämä liike vaikuttaa nopealta, käärmeiden on harvoin nähty liikkuvan nopeammin kuin kaksi ruumiinpituutta sekunnissa, usein paljon vähemmän. Tällä liikkumistavalla kuluu yhtä paljon kaloreita liikkunutta metriä kohden kuin saman massan liskoilla juoksemalla.

Maanpäällinen

Maalla tapahtuva sivuttaisliikehdintä on useimmille käärmelajeille yleisin liikkumistapa. Tässä tilassa takaperin liikkuvat aallot työntyvät ympäristön kosketuspisteitä, kuten kiviä, oksia, maaperän epätasaisuuksia jne. vasten. Kukin näistä ympäristön kohteista synnyttää puolestaan reaktiovoiman, joka suuntautuu eteenpäin ja kohti käärmeen keskiviivaa, mikä johtaa eteenpäin työntymiseen, kun taas sivuttaiskomponentit kumoavat voiman. Tämän liikkeen nopeus riippuu ympäristön työntöpisteiden tiheydestä, ja ihanteellinen on keskitiheys, joka on noin 8 käärmeen pituussuunnassa. Aallon nopeus on täsmälleen sama kuin käärmeen nopeus, minkä seurauksena jokainen käärmeen kehon piste seuraa edellään olevan pisteen reittiä, minkä ansiosta käärmeet voivat liikkua hyvin tiheän kasvillisuuden ja pienten aukkojen läpi.

Vesieliöt

Käärmeet liikkuvat vedessä eteenpäin liikuttamalla vartaloaan aaltomaisesti. Aallot kasvavat, kun ne liikkuvat käärmeen vartaloa pitkin, ja aalto kulkee taaksepäin nopeammin kuin käärme liikkuu eteenpäin. Työntövoima saadaan työntämällä käärmeen vartaloa vettä vasten: tämä johtaa havaittuun luisuun. Yleisistä yhtäläisyyksistä huolimatta tutkimukset osoittavat, että lihasten aktivoitumisen malli on erilainen vesieläimissä ja maalla tapahtuvassa sivuttaisheilahtelussa, minkä vuoksi niitä on perusteltua kutsua erillisiksi moodeiksi. Kaikki käärmeet voivat heilua sivusuunnassa eteenpäin (taaksepäin liikkuvien aaltojen avulla), mutta vain merikäärmeiden on havaittu kääntävän liikettä (liikkuvan taaksepäin eteenpäin liikkuvien aaltojen avulla).

Sivukierre

Tätä käyttävät useimmiten colubroid-käärmeet (colubridit, elapidit ja kyykäärmeet). Ne käyttävät sitä silloin, kun ympäristössä ei ole mitään kiinteää, jota vasten ponnistaa, kuten liukas mutapinta tai hiekkadyynit. Sivukierre on sivuttaisheilahduksen muunneltu muoto, jossa kaikki yhteen suuntaan suuntautuneet ruumiinosat pysyvät kosketuksissa maahan, kun taas muut osat kohoavat ylöspäin. Tämä johtaa erikoiseen "rullaavaan" liikkeeseen. Tämä liikkumistapa voittaa hiekan tai mudan liukkauden työntämällä liikkeelle vain kehon staattisilla osilla, jolloin liukastuminen minimoituu. Kosketuskohtien staattisuus voidaan osoittaa sivuttain käärmeen jäljestä, jossa näkyy jokaisen vatsan suomun jälki, ilman minkäänlaista tahraantumista. Tämän liikkumistavan kalorikustannukset ovat hyvin alhaiset, alle ⅓ siitä, mitä lisko tai tavallinen käärme joutuu kulkemaan saman matkan.

Concertina

Kun työntöpisteitä ei ole, mutta tila on liian ahdas sivuttaiskierrolle, kuten tunneleissa, käärmeet turvautuvat konserttiliikkeeseen. Tässä tilassa käärme tukeutuu vartalonsa takaosalla tunnelin seinää vasten samalla kun käärmeen etuosa ojentuu ja suoristuu. Etuosa taipuu ja muodostaa kiinnityspisteen, ja takaosa suoristuu ja vetäytyy eteenpäin. Tämä liikkumistapa on hidas ja erittäin vaativa, sillä se vaatii jopa seitsemän kertaa enemmän energiaa kuin sivuttaissuuntainen aaltoilu samalla matkalla. Tämä korkea kustannus johtuu kehon osien toistuvista pysähtymisistä ja liikkeelle lähtemisistä sekä tarpeesta käyttää lihaksia tukeutumaan tunnelin seinämiin.

Suoraviivainen

Hitain käärmeen liikkumistapa on suoraviivainen liikkuminen, joka on myös ainoa tapa, jossa käärmeen ei tarvitse taivuttaa vartaloaan sivusuunnassa, vaikka se saattaa tehdä niin kääntyessään. Tässä tilassa vatsan suomut nostetaan ja vedetään eteenpäin, minkä jälkeen ne asetetaan alas ja vartalo vedetään niiden päälle. Liike- ja pysähtymisaallot kulkevat taaksepäin, jolloin ihoon syntyy aaltoilua. Käärmeen kylkiluut eivät liiku tässä liikkumistavassa, ja tätä menetelmää käyttävät useimmiten suuret pytonit, boat ja kyykäärmeet väijyessään saalista avoimella maastolla, sillä käärmeen liikkeet ovat hienovaraisia ja saaliin on vaikeampi havaita tällä tavoin.

Muut

Käärmeiden liikkumista puissa on tutkittu vasta hiljattain. Puun oksilla ollessaan käärmeet käyttävät useita liikkumistapoja lajista ja kuoren rakenteesta riippuen. Yleisesti ottaen käärmeet käyttävät sileillä oksilla muunneltua konserttiliikkumista, mutta ne liikkuvat sivusuunnassa, jos kosketuspisteitä on saatavilla. Käärmeet liikkuvat nopeammin pienillä oksilla ja silloin, kun niissä on kosketuspisteitä, toisin kuin raajaköynnöseläimet, jotka liikkuvat paremmin suurilla oksilla, joissa on vähän "sotkua".

Kaakkois-Aasian liukukäärmeet (Chrysopelea) nousevat oksankärjistä, levittävät kylkiluitaan ja liukuvat sivusuunnassa puiden välissä. Nämä käärmeet voivat liukua hallitusti satojen metrien päähän laukaisukorkeudesta riippuen, ja ne voivat jopa kääntyä ilmassa.

Merikraitti, Laticauda


Mojaven kalkkarokäärme (Crotalus scutulatus) sivukierroksella