Головной мозг змеи

Головной мозг змеи

Сообщение Ирина Клинская » 15 янв 2016, 11:32

Автор: Андрей Веденин

Примерно неделю назад у меня появилась грандиозная задумка – написать серию статей про мозги рептилий и их умственные способности!

Очень и очень животрепещущая тема – сколько было уже в этой группе рассуждений, споров, срачей на тему интеллектуальности тех или иных питомцев… насколько змеи могут узнавать хозяина, насколько умными можно назвать крокодилов, черепах, варанов или королевских кобр… и я надеюсь, что объективный очерк обо всем об этом с красивыми примерами разнообразных экспериментов будет интересен всем!

Только вот есть одна проблемка. Объективностью в этих делах зачастую даже и не пахнет(((

Даже самый простой поведенческий эксперимент на рептилиях поставить сложно! Их поступки зависят от температуры и от других условий в гораздо большей степени, чем поступки, скажем, крыс или большинства других классических подопытных организмов. Кроме того, когда в науке заходит речь о сознании, о разуме, о мыслительных способностях, то почти всегда все дебаты сводятся к убогой философии. А это по умолчанию субъективно, это почти всегда будет выходить за пределы строгой научной методологии, а значит – грош цена таким рассуждениям, и принимать их на веру глупо…
Я попытаюсь максимально объективно оценить весь имеющийся массив экспериментальных данных, но заранее предупреждаю, что в итоге окончательный «вердикт» о разумности ваших питомцев вам придется принимать самим.

Ну а сегодня – кое-какая инфа про, собственно, мозг и его строение у разных животных.
У всех позвоночных животных (начиная от рыб и заканчивая нами) головной мозг состоит из пяти отделов – передний (Telencephalon), промежуточный (Diencephalon), средний (Mesencephalon), задний (Metencephalon) и продолговатый (Myelencephalon).

Передний (=конечный) мозг у человека безумно сильно разрастается, закрывая собой все остальные отделы. Он образует т.н. большие полушария головного мозга, где и происходит вся самая интересная деятельность, связанная с сознанием, интеллектом, и т.п..

У рыб и амфибий передний мозг, понятное дело, гораздо меньше и вся его деятельность связана, в первую очередь, с анализом информации от органов обоняния. У человека эта функция переднего мозга так же сохранилась, но отошла сильно на задний план…

Промежуточный мозг изначально (и до сих пор) являлся неким связующим звеном между нервной и эндокринной (гормональной) системами организма. В частности, именно здесь осуществляется регуляция ритмов организма (вроде сна/бодрствования), и именно здесь находится «центр управления» важнейшей эндокринной железой – гипофизом.

У рептилий передний мозг круто увеличился по сравнению с амфибиями и рыбами! Это первые животные в эволюционной истории, у которых появилась кора больших полушарий! Кора – это слой серого вещества (содержащего собственно тела нейронов), расположенный по периферии полушарий, и покрывающий собой белое вещество (содержащее только отростки нервных клеток). Большая часть высшей нервной деятельности (то есть, все обучение, вся психика и все то, что обеспечивает поведение животных) осуществляется именно в коре больших полушарий. Это, думаю, многим известно…)))
Полушария переднего мозга рептилий значительно крупнее, чем полушария лягушек или рыб. Хотя, конечно, сильно уступают большим полушариям многих птиц и млекопитающих… на рисунках к посту можете сравнить размеры полушарий переднего мозга у разных животных.

То, какую долю от всего головного мозга составляют большие полушария, напрямую связано со сложностью поведения – способностью запоминать, учить, находить решения нестандартных задач и т.п..

Самыми «мозговитыми» рептилиями можно назвать варанов (которые, как оказывается, смело претендуют на звание самых разумных хладнокровных вообще!), некоторых черепах (чемпионы в этом смысле, как это ни удивительно, триониксы!) и крокодилов. Большие полушария у этих ребят составляют 40-45% от всего головного мозга! Для сравнения, у птиц (которые типа сильно умнее должны бы быть) это соотношение равно 45-50%. У млекопитающих – от 50% до 90%.

К большому сожалению вынужден сообщить, что мозг змей сильно слабее, чем у остальных рептилий… и вообще, они тупее. Увы(((

Возможно, дело в эволюционной истории змей, в их происхождении. Сейчас более-менее общепризнано, что змеи произошли от некоего общего роющего предка, у которого были редуцированы глаза, слух, возможно и другие органы чувств (пост про происхождение: здесь). На строении мозга это тоже сказалось – например, у змей исчезли целые слои нейронов в зрительной коре, имеющиеся у ящериц, черепах и крокодилов. Поведение змей сильно проще, чем у других рептилий. Крайне мало примеров заботы о потомстве, крайне мало примеров территориального поведения (среди ящериц, крокодилов – дохрена!), начисто отсутствует игровое поведение (отлично развито у черепах и варанов!) и т.п.
Полушария переднего мозга змей составляют менее 30% от общей массы мозга! В этом и в умственном смысле они ближе к лягушкам, чем к птицам…

…но сделаем паузу!

Про то, как рептилии обучаются, насколько хорошо решают задачки, запоминают лабиринты, играются с палками (как собачки!) и про все остальное – в следующих постах.

Источники:
1. Northcutt, R. G. (2013). Variation in reptilian brains and cognition. Brain, behavior and evolution, 82(1), 45-54.
2. Наумов, Н. П., & Карташов, Н. Н. (1979). Зоология позвоночных.-Ч. 2.-Пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. М.: Высшая школа.

Если вам нужно поменять ник, удалить/перенести/переименовать тему и т.д. помощь по форуму — обращайтесь

По поводу рекламы и работы форума — пишите в личные сообщения.

Головной мозг змеи

Аспидовые змеи (Elapidae) Болиериды или Маскаренские удавы (Bolyeriidae) Бородавчатые змеи (Acrochordidae) Вальковатые змеи (Aniliidae) Гадюковые змеи (Viperidae) Двухцветные змеи (Loxocemidae)Земляные или западно-индийские карликовые удавы (Tropidophiidae) Лучистые змеи (Xenopeltidae)Морские змеи (Hydrophiidae) Слепозмейки (Typhlopidae) Удавообразные или ложноногие змеи (Boidae) Узкоротые змеи (Leptotyphlopidae) Ужеобразные змеи (Colubridae) Шпильковые змеи (Atractaspididae) Щитохвостые змеи (Uropeltidae)

Внутреннее строение змеи

Так как тело змеи длинное и узкое, то и все органы расположенные внутри тела, должны иметь соответственные размеры, поэтому все внутренние органы змеи очень длинные. Своеобразно и их размещение. У многих змей они расположены асимметрично, а у наиболее высокоорганизованных змей парные органы стали непарными. У червеобразных змей, например, имеется два легких, но правое всегда больше по размеру, чем левое. У змей более высокоорганизованных левое легкое отсутствует, правое — хорошо развито, а у таких, как гадюки, в качестве компенсации атрофированного левого легкого задняя часть трахеи расширилась и образовала так называемое трахеальное легкое. Задняя часть сохранившегося правого легкого имеет очень тонкую стенку, ткань которой может хорошо растягиваться. Это помогает змее раздуваться при вдохе, зрительно увеличивая размеры тела, чтобы отпугнуть врагов, а на выдохе издавать громкое предупреждающее шипение.

Пищевод у змей довольно длинный и представляет собой трубку с очень мощными мускулистыми стенками, способными сплющивать и проталкивать пищу в желудок. Желудок у змей также приобрел удлиненную форму, а вот кишечник укоротился. У некоторых змей тело и желудок несколько шире, чем у большинства других видов. Это позволяет им питаться более крупной добычей.

Почки змей парные, очень длинные и узкие. Правая почка сдвинута ближе к голове, а левая — к хвосту. Мочевой пузырь отсутствует, и мочеточник открывается прямо в клоаку.

Органы размножения парные, у самок представлены парой яичников, а у самцов — удлиненными семенниками и своеобразным копулятивным органом. Этот орган выглядит как два мешочка, снабженных небольшими шипиками. Мешочки в обычное время располагаются под кожей позади анального отверстия и могут быть обнаружены путем зондирования тонкой спицей. Во время спаривания самец выворачивает копулятивный орган наружу и вводит в клоаку самки.

Особенности кровоснабжения змей
Р. Сеймур (Аделаидский университет, Австралия) и Х. Лиллиуайт, (Канзасский университет, США) изучили системы кровоснабжения девяти видов змей. Установлены существенные различия в этих системах в зависимости от образа жизни, свойственного данному виду. Так, кровяное давление у змей, живущих на деревьях, достигает 74 миллиметра. Герпетолагам известно, что такие змеи долго находятся в вертикальном положении, при котором кровоснабжение головного мозга, естественно, требует значительных усилий организма. У водяных же змей, длительное время находящихся в горизонтальном положении, давление крови не превышает 22 миллиметров ртутного столба. Определённая закономерность была также установлена в расположении сердца. У всех сухопутных видов змей оно находится ближе к голове, а у водяных змей – почти точно в середине тела.

Железы
Помимо желез, составляющих ядовитый аппарат змеи, на теле змеи есть и кожные железы. Некоторые змеи используют ядовитые или дурно пахнущие выделения этих желез для отпугивания хищников. Например, у красивой дальневосточной змеи — тигрового ужа — подобные железы располагаются на спине в передней части тела. Они выделяют желтоватый секрет, раздражающий слизистые оболочки. Если собака схватит такую змею, то тотчас ее бросит и начнет трясти головой, стараясь избавиться от жжения в пасти. В коже змей есть участки так называемого железистого эпидермиса, выделяющего жировые вещества, которые смазывают чешуи и этим облегчают их скольжение при ползании. Кроме того, эти вещества имеют специфический запах (который, наверняка, почувствовал всякий, кто держал в руках змей). Благодаря этому ползущая змея оставляет невидимый запаховый след, помогающий особям одного вида находить друг друга.

Нервная система
Головной мозг змей, расположенный в прочной костной капсуле, сравнительно невелик, поэтому высшая нервная деятельность у змей слабо развита. Спинной мозг, наоборот, очень велик и прекрасно развит, что обеспечивает блестящую координацию движений змеи, молниеносную реакцию, и точность управления мускулатурой. Например, желтобрюхий полоз, которому в террариум запускают несколько грызунов, способен взять одновременно трех-четырех мышей. Одного грызуна он хватает пастью, второго душит кольцом в верхней части тела, а третьего и четвертого — прижимает к стенкам террариума, изогнув среднюю и заднюю части туловища.

На главную

Список видов по алфавиту (русское название)

Список видов по алфавиту (латинское название)

Фотосправочник

Кто такие змеи?

Строение, размеры и форма змей

Линька

Окраска

Органы чувств

Питание

Интересные факты о змеях

Предлагаем узнать несколько удивительных фактов из жизни пресмыкающихся.

Они повсюду (почти)

Наша планета стала домом для более 2 900 видов змей, обитающих повсюду от Северного полярного круга в Скандинавии и до юга Австралии. Их можно найти на всех континентах, кроме Антарктики (в Ирландии, Гренландии, Исландии и Новой Зеландии змей также не оказалось), и даже глубоко под водой и высоко в горах.

У змей особенное внутреннее строение

Вы когда-нибудь задумывались о том, как устроены внутренние органы змеи? Ну, может быть, и нет, но на самом деле строение этих созданий поражает, так как у них нет как такового туловища для размещения основных систем. Парные органы змей, такие как почки, расположены скорее спереди и сзади, а не слева и справа, а функционирующее легкое у них только одно.

Схематичное изображение внутренних органов змеи: 1 — пищевод, 2 — трахея, 3 — трахеальное лёгкое, 4 — рудиментарное левое лёгкое, 5 — правое лёгкое, 6 — сердце и вилочковая железа, 7 — печень, 8 — желудок, 9 — воздушный (плавательный) мешок, 10 — жёлчный пузырь, 11 — поджелудочная железа, 12 — селезёнка, 13 — кишечник, 14 — семенники, 15 — почки.

Местоположение сердца может меняться, оно двигается в связи с отсутствием диафрагмы, благодаря чему крупные куски пищи при заглатывании и продвижении по пищеводу не сдавливают его.

Они нюхают языком

Слово «змея» мы часто ассоциируем с шипением и трепетанием раздвоенного языка из приоткрытой пасти. Зачем они так делают? Дело в том, что змеи нюхают при помощи языка, собирая переносимые воздухом частицы и затем передавая их в органы обоняния во рту. Две части языка дают рептилии что-то вроде чувства направления, откуда идут запахи или вкусы. При помощи этих быстрых движений змеи способны воспринимать химические вещества в воздухе, почве и воде, а также с их помощью определять присутствие поблизости добычи или хищников.

Змеи чувствительны

Чувствительны не в том смысле, как в трогательных мыльных операх, а иначе: змеи обладают тонким чувством вибрации. Скользкая часть брюха может распознавать даже самые легкие вибрации в воздухе и на земле, что дает рептилии возможность ощущать приближение других животных.

Кроме того, у некоторых гремучих змей, питонов и боа есть еще и инфракрасные рецепторы в углублениях на голове, которые позволяют им ощущать тепло, излучаемое поблизости любым теплокровным животным.

Они едят то, что им подходит

Змеи исключительно плотоядны, потребляя в пищу разных животных, включая маленьких ящериц, других змей, мелких млекопитающих, птиц, яйца, рыбу, улиток или насекомых и до крупных млекопитающих, таких как ягуары и олени.

Так как змеи едят свою добычу одним большим глотком, размер рептилии определяет размер потребляемого ею животного. Например, молодой питон может начать с ящериц или мышей, с возрастом и увеличением размеров тела переходя к маленьким оленям и антилопам.

Их размеры варьируются от 10 см до 10 м

Большинство змей относительно небольшие, длиной около метра. Вымершие змеи Titanoboa cerrejonensis были 12-15 м в длину, но на сегодняшний день самая длинная рептилия сетчатый питон около 10 м. С другой стороны этой линейки находится 10-сантиметровая крошка Leptotyphlops carlae.

Вес самой тяжелой змеи 250 кг

Южноамериканская анаконда вырастает до 9 м в длину и достигает веса 250 кг. На земле эти рептилии довольно неуклюжи, а потому обитают у обмелевших рек и в болотах, проводя большую часть времени в воде, где они могут двигаться быстрее. Глаза и ноздри анаконды расположены на верхней части головы, и эти змеи выслеживают добычу, как аллигаторы, оставляя тело под поверхностью воды.

И на каких же животных охотится самая тяжелая змея в мире для поддержания своей впечатляющей массы? Это дикие кабаны, олени, птицы, черепахи, водосвинки, кайманы и даже ягуары, которых змея душит, сдавливая своим мощным телом. Ее челюсти соединены гибкими связками, позволяющими им заглотить обед целиком, которого порой хватает на недели или даже месяцы.

Некоторые змеи умеют летать!

Вас завораживает вид рептилии, скользящей в траве? А что скажете о змее, несущейся по воздуху? Да, есть пять видов ядовитых змей, обитающих на деревьях, которые могут летать. Их можно увидеть на острове Шри-Ланка и в Юго-Восточной Азии, и технически эти змеи скорее планеристы, чем летуны, так как используют скорость свободного падения с дерева и сокращения мышц тела, чтобы словить восходящие потоки воздуха.

В роду летающих змей всего пять видов. На фотографии – райская древесная змея (Chrysopelea paradisi).

Так как же змея умудряется полететь? Она скользит к концу ветви, повисает в форме латинской буквы J и раскачивается при помощи нижней части тела. Затем она изгибается в форму буквы S и делает тело плоским, в два раза шире нормальных размеров, создавая вогнутую поверхность, чтобы поймать воздух.

Размножение

Большинство змей размножаются откладкой яиц. Но некоторые виды яйцеживородящие или живородящие.

Особенности строения скелета змей

Змеи относятся к чешуйчатым пресмыкающимся и обитают на всех континентах земного шара, кроме Антарктиды. Это хищные существа, которые питаются птицами и млекопитающими, охотясь на них и убивая при помощи собственного яда. Подвижность и гибкость их тела позволяет им передвигаться, не имея конечностей, расплющиваться при прохождении в узкие щели и удушать своих жертв, обвиваясь вокруг них. Мышечный корсет — основная структура тела этих пресмыкающихся, но скелет у них также имеется. В этой статье будут рассмотрены принципы передвижения змей, структура их скелета и особенности яда.

Характеристика змей

От прочих рептилий змеи отличаются удлинённым телом, лишённым конечностей, подвижных век над глазами и барабанных перепонок в слуховом аппарате. Формой тела они напоминают червей — с той лишь разницей, что поверхность тела у них сухая и покрыта чешуйками. Длина тела взрослых особей варьируется от 10 см до 12 м и более.

Наиболее распространены эти существа в тропических областях Южной Америки, Южной Азии, в Африке и Австралии. Немного реже они встречаются в странах с умеренным и континентальным климатом, на близких к полюсам широтах. Змеи полностью отсутствуют в Новой Зеландии и Ирландии. Жаркий климат для них предпочтителен, так как они относятся к холоднокровным существам и поддерживают высокую температуру тела исключительно за счёт температуры окружающей среды.

Чем длиннее и сильнее рептилия, тем больше по размеру будет её добыча. Эти хищники питаются разнообразными существами, начиная от мелких насекомых и заканчивая крупными млекопитающими. Существуют особи, которые питаются только одним видом пищи. Так, яичные рептилии способны поедать исключительно птичьи яйца — другой корм им недоступен для переваривания. Заглатывается добыча всегда целиком, а затем постепенно переваривается в кишечнике.

Структура скелета

На вопрос, есть ли у змей скелет, можно ответить утвердительно. Несмотря на удивительную гибкость, эти рептилии имеют твёрдый костный скелет, который отличается свободой сочленений.

Череп

Диапсидного типа с редуцированными височными дугами, кинетичный — кости способны значительно раздвигаться. Кости черепа делятся на несколько типов: квадратные, крыловидные, нёбные, чешуйчатые, височные и верхнечелюстные. Челюсти разделены по центру эластичными связками, а между собой связаны так же подвижно, что позволяет змее растягивать пасть до размеров убитой добычи. Строение черепа змеи

Хорошо развиты, размещены на верхней и нижней челюстях. Имеют тонкую острую форму, удобную для постепенного проталкивания пищи вглубь пищевода. Для жевания змеиные зубы не предназначены. У неядовитых пресмыкающихся есть только короткие и тонкие зубы.

Ядовитые виды имеют удлинённые передние зубы, похожие на загнутые внутрь клыки. Ядовитые зубы полые внутри и соединены с ядовитыми железами. При укусе рептилия вводит ядовитые зубы в тело добычи и впрыскивает по ним яд. У некоторых видов передние зубы могут поворачиваться на 90 градусов при раскрывании пасти.

Позвоночник и рёбра

Так как конечности у этого существа отсутствуют, позвоночник у него не имеет специфических отделов. Он гибкий, длинный, однородный, состоит из одинаковых позвонков, к нижней части которых подвижно прикрепляются рёбра. Чем длиннее рептилия, тем больше у неё позвонков: короткие и толстые пресмыкающиеся имеют в среднем 150 позвонков, а тонкие и длинные — до 430. Грудины у змей нет, поэтому они могут значительно растягиваться в ширину, сплющиваться и сворачиваться в столько колец, сколько позволяет их длина. Скелет змеи

Передние и задние конечности

Полностью атрофированы. У некоторых видов присутствуют незначительные рудименты тазовых костей. Другие виды имеют одну пару внутренних коготков по обе стороны от анального отверстия, как рудименты задних конечностей.

Особенности передвижения

Двигается эта рептилия в основном за счёт сокращения мускулатуры тела и особых подвижных чешуек на брюшке.

Существует четыре типа передвижения, использование которых зависит от размеров рептилии и среды её обитания:

1. Прямолинейный. Используется исключительно крупными особями, такими как питоны, анаконды и удавы. Прямолинейно двигающаяся змея толкает себя вперёд за счёт сокращения кожи живота, а затем подтягивает хвостовую часть тела.
2. Параллельный. Этим способом передвигаются пресмыкающиеся, обитающие в пустынных климатических зонах с песчаными почвами. Они выбрасывают вбок и вперёд головную часть туловища, а затем выносят вслед за головой заднюю часть тела. При этом на песке образовывается сложный узор, состоящий из параллельных полос, загнутых в крючки на концах.
3. Концертина. Ещё известный как «гармошка», этот способ характерен для рептилий, живущих на деревьях. Они собирают тело в горизонтальные петли, выбрасывают голову вперёд, выпрямляя тело, а затем подтягивают за собой хвост, образовывая новую гармошку.
4. Серпантин. Классический способ передвижения, известный практически всем. Это волнистое скользящее движение, которым змеи передвигаются как на суше, так и в воде. Происходит S-образное движение за счёт сокращения боковых мускулов живота.

Яд змеи

Вырабатывается слюнными железами, которые соединены мышечным каналом с двумя самыми крупными ядовитыми зубами. Эти зубы могут быть полыми или иметь специальный желобок на передней части. В момент укуса мышцы сжимают ядовитую железу, яд из неё поступает в полость зуба и по желобку стекает через ранку в мышечную ткань добычи. Некоторые виды змей плюются своим ядом и при этом целятся жертве в глаза.

Змеиный яд вызывает мгновенную слепоту, пользуясь которой пресмыкающееся нападает на добычу. Яд может действовать на нервную систему, вызывая паралич, или на сердечно-сосудистую систему, провоцируя спазмы и отёки. Самой ядовитой и опасной рептилией считается тайпан из семейства аспидов. Его укус в десять раз более ядовитый, чем укус гремучей змеи. Змея — это чешуйчатая рептилия, обитающая преимущественно в тропических и пустынных регионах. Она имеет удлинённое мышечное тело с простым подвижным скелетом, передвигается ползком и добывает себе пищу, удушая добычу или кусая её ядовитыми зубами. Яд одних рептилий не опасен для человека, а укус других может привести к быстрой смерти, поэтому в дикой природе от змей неизвестного вам вида следует держаться подальше.