Kígyók: leírás, rendszertan, testfelépítés, viselkedés és élőhely

A kígyók feltehetően a gyíkokból fejlődtek ki. A legkorábbi kígyókövületek az alsó kréta korból származnak. A kígyók széles skálája jelent meg a paleocén időszakban (kb. 66-56 millió évvel ezelőtt).

Nem klád

A Squamata határozottan monofiletikus csoport: a Tuatara testvércsoportja. Fosszilis emlékeik alapján a squamaták jelen voltak a mezozoikumban, de a szárazföldi ökológiában kisebb szerepet játszottak. A hat vonalból három először a felső jura, a többi a kréta korban került feljegyzésre. Valószínűleg mindegyik, minden bizonnyal a gyíkok, korábban, a jura korban keletkeztek. A felső kréta kori mosasaurusok voltak messze a legsikeresebbek a gyíkok közül, ökoszisztémájukban a csúcsragadozóvá váltak.

Bár a kígyók és a gyíkok nagyon különbözően néznek ki, egyikük sem tartozik a megfelelő kládba. A kígyók valóban a korai gyíkoktól származnak, de nem egyszer, hanem többször is.

A Squamata családon belül egy monofiletikus klád van. Ez a Toxicofera. Ide tartozik az összes mérges kígyó és gyík, valamint számos rokon, nem mérges faj. Ezt a közelmúltban végzett molekuláris elemzések bizonyítják.

Fosszilis kígyók

Az alsó kréta időszakból származó őslényes kígyó fosszíliáját találták meg. Körülbelül 113 millió évvel ezelőtt élt. Elülső és hátsó lábai meglehetősen kicsik voltak. Több más fosszilis kígyót is találtak már kis hátsó lábakkal, de ez az első, amelynek mind a négy lába megvan. A Tetrapodophis amplectus nevű kígyó a szárazföldön élt, és alkalmazkodott az ásáshoz. A kutató szerint "sok nagyon fejlett kígyójellemzőt találtunk, beleértve a kampós fogakat, a rugalmas állkapcsot és gerincet - sőt, még a kígyószerű pikkelyeket is. És ott van a béltartalma - lenyelt egy másik gerinces állatot. Más állatokon zsákmányolt, ami egy kígyó jellegzetessége". A kígyó a brazíliai Crato Formációból származik, és hosszú évekig egy magángyűjteményben hevert. A bajorországi Solnhofenben, egy múzeumban fedezték fel újra.

A legtöbb kígyó nem mérges. Azok, amelyeknek van mérgük, elsősorban a zsákmány megölésére és leigázására használják, nem pedig önvédelemre. Néhány kígyó mérge elég erős ahhoz, hogy fájdalmas sérülést vagy halált okozzon az embernek. A nem mérges kígyók vagy élve lenyelik a zsákmányt, vagy szorítással ölnek.

Két taxonómiai család teljes egészében mérgező:

• Elapidák - kobrák, beleértve a királykobrákat, kraitokat, mambákat, ausztrál rézfejűeket, tengeri kígyókat és korallkígyókat.
• Viperák - viperák, csörgőkígyók, rézfejűek/vattaszájúak és bushmesterek.

A harmadik család a "hátsófogú" kígyókkal (és a legtöbb más kígyófajjal) a

• Colubrids - boomslangok, fakígyók, indakígyók, mangrovekígyók, de nem minden colubride mérges.

Sok kígyó koponyája több ízülettel rendelkezik, mint gyík-ősüké. Ez segíti őket a fejüknél sokkal nagyobb zsákmány lenyelésében. A fej és az állkapocs csontjai szét tudnak mozdulni, hogy a nagy zsákmányt beengedjék a testükbe. A torok, a gyomor és a belek szintén rendkívüli módon képesek kitágulni. Ily módon egy vékonynak tűnő kígyó képes lenyelni és megemészteni egy nagyobb állatot.

A keskeny testükhöz igazodva a kígyók páros szervei (például a vesék) nem egymás mellett, hanem egymás előtt helyezkednek el, és a legtöbb kígyónak csak egy működő tüdeje van. Egyes fajok medencetáján a kloáka mindkét oldalán egy-egy pár csökevényes karom található. Ez a lábak maradványa, amely a modern kígyókon nem jelenik meg.

A kígyóknak növekedésük során rendszeresen le kell vedleniük a bőrüket. Ezt nevezik vedlésnek. A kígyók úgy vedlik le a bőrüket, hogy a fejüket valami durva és kemény tárgyhoz, például egy fadarabhoz vagy sziklához dörzsölik. Ennek hatására a már megfeszült bőr felhasad. A kígyó addig dörzsöli a bőrét különböző durva tárgyakhoz, amíg a bőr le nem válik a fejéről. Ezáltal kimászhat, a bőrt kifordítva.

Minden kígyó húsevő; más állatokat eszik. Néhányuk mérgező; a fogaikban lévő barázdák mentén mérget fecskendeznek be. Néhány kígyó szorító kígyó. A szorítók nem mérgesek, ezért halálra szorítják zsákmányukat. A kígyók egészben nyelik le a táplálékukat, és nem tudnak rágni. Mivel a kígyók hidegvérűek, nem kell olyan rendszeresen enniük, mint az emlősöknek. Azok az emberek, akiknek házikígyójuk van, akár havonta egyszer is etetik őket. Egyes kígyók akár hat hónapig is kibírják étkezés nélkül.

A kígyóknak nagyon rugalmas alsó állkapcsuk van, amelynek két fele nem kapcsolódik mereven egymáshoz, és a koponyájukban számos más ízület is található. Elég szélesre tudják nyitni a szájukat ahhoz, hogy egészben lenyeljék a zsákmányt, még akkor is, ha a zsákmány átmérője nagyobb, mint a kígyóé.

Az, hogy a kígyóknak nincsenek karjaik és lábaik, nem akadályozza meg őket a mozgásban. Többféle mozgásformát fejlesztettek ki, hogy megbirkózzanak az adott környezetükkel. A kígyók mozgásának minden egyes típusa különálló és elkülönül a többitől.

Oldalirányú hullámzás

Az oldalirányú hullámzás a kígyók egyetlen módja a vízben való mozgásra, és összességében a leggyakoribb mozgásforma. Ebben a módban a kígyó teste felváltva hajlik balra és jobbra, ami egy sor hátrafelé mozgó "hullámot" eredményez. Bár ez a mozgás gyorsnak tűnik, a kígyókat ritkán látták két testhossznál gyorsabban mozogni másodpercenként, gyakran sokkal kevesebbet. Ezzel a mozgásmóddal ugyanannyi kalóriát égetnek el egy megtett méterenként, mint az azonos tömegű gyíkok futásával.

Földi

A legtöbb kígyófaj esetében a szárazföldi oldalirányú hullámzás a leggyakoribb mozgásforma. Ebben a módban a hátrafelé mozgó hullámok a környezet érintkezési pontjainak, például szikláknak, gallyaknak, a talaj egyenetlenségeinek stb. nyomódnak. E környezeti tárgyak mindegyike viszont egy előre és a kígyó középvonala felé irányuló reakcióerőt generál, ami előre irányuló tolóerőt eredményez, miközben az oldalirányú komponensek kioltják egymást. E mozgás sebessége a környezetben lévő lökőpontok sűrűségétől függ, a kígyó hosszában ideális a közepes, kb. 8-as sűrűség. A hullám sebessége pontosan megegyezik a kígyó sebességével, és ennek eredményeként a kígyó testének minden pontja az előtte lévő pont útját követi, ami lehetővé teszi a kígyók számára, hogy nagyon sűrű növényzeten és kis nyílásokon keresztül is mozogjanak.

Vízi

A kígyók úgy mozognak a vízben, hogy testüket hullámszerű mozgásba hozzák. A hullámok a kígyó testén lefelé haladva egyre nagyobbak lesznek, és a hullám gyorsabban halad hátrafelé, mint ahogy a kígyó előrefelé. A tolóerőt úgy érik el, hogy a testüket a vízhez nyomják: ez eredményezi a megfigyelt csúszást. Az általános hasonlóságok ellenére a vizsgálatok azt mutatják, hogy az izomaktiváció mintázata a vízi és a szárazföldi oldalirányú hullámzásnál eltérő, ami indokolja, hogy különálló módusoknak nevezzük őket. Minden kígyó képes az oldalirányú hullámzásra előrefelé (hátrafelé mozgó hullámokkal), de csak a tengeri kígyóknál figyeltek meg fordított mozgást (hátrafelé mozgást előrefelé mozgó hullámokkal).

Oldaltekercselés

Ezt leggyakrabban a colubroid kígyók (colubridák, elapidák és viperák) használják. Akkor használják, amikor a környezetben nincs semmi szilárd, amihez nekinyomódhatnának, például egy csúszós sík sárréteg vagy egy homokdűne. Az oldaltekercselés az oldalirányú hullámzás egy módosított formája, amelyben az egyik irányba tájolt testrészek érintkeznek a talajjal, míg a többi rész felemelkedik. Ez egy sajátos "guruló" mozgást eredményez. Ez a mozgásmód a homok vagy a sár csúszós jellegét úgy küszöböli ki, hogy a testnek csak a statikus részeivel tolja el magát, ezáltal minimalizálva a csúszást. Az érintkezési pontok statikus jellegét az oldalra tekeredő kígyó nyomaiból is ki lehet mutatni, amelyeken minden egyes hasi pikkely lenyomata látható, mindenféle elkenődés nélkül. Ennek a mozgásmódnak nagyon alacsony a kalóriaköltsége, kevesebb, mint ⅓-a annak a költségnek, amit egy gyík vagy egy normál kígyó ugyanezen távolság megtétele jelent.

Concertina

Ha nincsenek tolópontok, de a tér túl szűk az oldaltekeréshez, például alagutakban, a kígyók a harmonikamozgásra hagyatkoznak. Ebben a módban a kígyó a teste hátsó részét az alagút falának támasztja, miközben a kígyó elülső része kinyúlik és kiegyenesedik. Az elülső rész ekkor meghajlik és egy rögzítési pontot képez, a hátsó rész pedig kiegyenesedik és előre húzódik. Ez a mozgásmód lassú és nagyon megterhelő, ugyanarra a távolságra akár hétszer annyi energiát igényel, mint az oldalirányú hullámzás. Ez a magas költség a testrészek ismételt megállásának és elindulásának, valamint annak köszönhető, hogy az izmokat az alagút falának való kitámasztáshoz kell használni.

Egyenes vonalú

A kígyó mozgásának leglassabb módja az egyenes vonalú mozgás, amely egyben az egyetlen, amelynél a kígyónak nem kell oldalirányban behajlítania a testét, bár forduláskor megteheti ezt. Ebben a módban a hasi pikkelyek felemelkednek és előre húzódnak, mielőtt lehelyeződnek, és a testet áthúzzák rajtuk. A mozgás és a megállás hullámai hátrafelé haladnak, ami a bőrön hullámok sorozatát eredményezi. A kígyó bordái nem mozognak ebben a mozgásmódban, és ezt a módszert leggyakrabban a nagy pitonok, boák és viperák használják, amikor nyílt terepen becserkészik a zsákmányt, mivel a kígyó mozgása finom, és a zsákmányuk nehezebben veszi észre őket ilyen módon.

Egyéb

A kígyók fákon való mozgását csak a közelmúltban tanulmányozták. A fák ágain tartózkodva a kígyók többféle mozgási módot alkalmaznak a fafajtól és a kéreg textúrájától függően. Általában a kígyók a harmonikamozgás módosított formáját alkalmazzák a sima ágakon, de oldalirányban hullámzanak, ha érintkezési pontok állnak rendelkezésre. A kígyók gyorsabban mozognak a kis ágakon, és ha vannak érintkezési pontok, ellentétben a végtagokkal rendelkező állatokkal, amelyek jobban mozognak a nagy, kevés "zűrzavarral" rendelkező ágakon.

A délkelet-ázsiai siklókígyók (Chrysopelea) ágak csúcsáról indulnak el, bordáikat szétfeszítve és oldalirányban hullámozva siklanak a fák között. Ezek a kígyók a kilövési magasságtól függően több száz méteres irányított siklásra képesek, és még a levegőben is képesek megfordulni.