Węże nie tylko pełzają. Potrafią latać, pływać i turlać się jak koło
Nie mają nóg, a jednak poruszają się z gracją, szybkością i precyzją, która często zaskakuje naukowców. Węże wykorzystują setki mięśni połączonych z kręgami, żebrami i skórą, a ich repertuar ruchów obejmuje nie tylko klasyczne pełzanie, lecz także szybowanie, boczny "bieg" czy akrobatyczne turlanie.
W skrócie
- Węże posiadają różnorodne techniki ruchu, w tym klasyczne falowanie, koncertynę, lokomocję boczną, szybowanie i turlanie się jak koło.
- Specjalistyczne sposoby poruszania się, takie jak szybujące węże z Azji Południowo-Wschodniej oraz turlające się gatunki, zaskakują naukowców swoją innowacyjnością.
- Ruchy i budowa węży inspirują inżynierów do tworzenia nowoczesnych robotów, które mogą działać w trudno dostępnych miejscach.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu
W powszechnym wyobrażeniu wąż porusza się głównie falującym, esowatym ruchem. Biolodzy nazywają go falowaniem bocznym, bo składa się z serii bocznych wygięć, pozwalających zwierzęciu odpychać się od podłoża. Ten sposób lokomocji potrafią wykorzystywać wszystkie z około 4 tys. znanych gatunków. Na nierównych powierzchniach część węży dodaje do tego falowania jeszcze niewielkie ruchy w pionie, by ominąć przeszkody.
Jednak, jak podkreśla w rozmowie z "Popular Science" Jessica Tingle z Brown University, "węże mają przynajmniej kilkanaście sposobów ruchu". Oprócz mięśni ważną rolę odgrywa skóra. Brzuszne łuski wielu gatunków mają mikroskopijne wypustki, działające jak naturalny system antypoślizgowy. "Większość gatunków ma na brzuchu niewidoczne dla nas, palczaste struktury, które zapewniają właściwe tarcie" - mówi Tingle. Dzięki nim zwierzę może sunąć naprzód bez poślizgu i bez uciekania ciała na boki.
Akordeon, linia prosta i boczny sprint
Kiedy podłoże jest wąskie albo śliskie, węże stosują ruch "koncertynowy": naprzemiennie skracają i wydłużają tułów, jak akordeon. To pozwala im wciskać się w szczeliny, wspinać po pniach drzew czy przesuwać się po gałęziach.
Niektóre gatunki potrafią poruszać się w linii prostej bez widocznego falowania. Kręgosłup pozostaje wtedy wyprostowany, a ciało przesuwa się dzięki rytmicznym skurczom mięśni brzucha. To powolna, ale skuteczna technika do przemieszczania się w ciasnych przestrzeniach.
Spektakularnie wygląda natomiast lokomocja boczna, stosowana np. przez grzechotnika Crotalus cerastes czy żmiję pustynną Bitis peringueyi. Zwierzęta te unoszą fragmenty ciała i przesuwają się bokiem z prędkością sięgającą 30 km na godzinę. "Nie wiemy jeszcze, jak powszechne są te specjalistyczne techniki - wiele gatunków wciąż znamy słabo" - zaznacza Tingle.
Węże, które szybują i turlają się jak koło
Wiele gatunków doskonale pływa lub kopie nory, ale niektóre poszły znacznie dalej. W Azji Południowo-Wschodniej żyją węże z rodzaju Chrysopelea, które potrafią szybować między drzewami. Przed skokiem spłaszczają ciało, zwiększając powierzchnię nośną, a w trakcie lotu rytmicznie wyginają tułów, stabilizując tor.
Inne stosują techniki, które jeszcze kilka dekad temu wydawały się biologom fantastyką. Brązowy wąż drzewny z Guam potrafi owinąć ciało wokół gładkiego słupa, tworząc coś w rodzaju lassa, i dzięki drobnym zgięciom przesuwać się ku górze. Ten sposób wspinania umożliwia mu atakowanie gniazd ptaków, co mogło przyczynić się do wyginięcia dziesięciu lokalnych gatunków.
Najbardziej zaskakujące są jednak dwa gatunki z Azji Południowo-Wschodniej - Xenophidion schaeferi i Pseudorabdion longiceps. Podczas ucieczki potrafią turlać się jak koło, prawdopodobnie po to, by zdezorientować drapieżnika. Takie zachowanie zaobserwowano zaledwie kilka razy, ale samo w sobie pokazuje, jak różnorodne mogą być strategie lokomocji węży.
Szybsze niż mrugnięcie oka
Ruch służy jednak nie tylko do przemieszczania się. Atakujący wąż używa błyskawicznego "wystrzału" ciała, który zaczyna się od napięcia mięśni i ciasnego zwinięcia. Potem następuje gwałtowny wyrzut głowy i szyi do przodu. Badania z 2016 r. wykazały, że niektóre gatunki uderzają w 48-84 milisekundy, czyli znacznie szybciej, niż wynosi czas reakcji większości zwierząt. Dla porównania mrugnięcie trwa ok. 200 milisekund.
Techniki ruchu tych zwierząt od lat inspirują inżynierów. Roboty o wężowej budowie mogą poruszać się tam, gdzie pojazdy kołowe czy drony zawodzą - w gruzowiskach, ciasnych korytarzach, przewężeniach. Studenci ETH Zürich stworzyli niedawno robota RoBoa, który potrafi przeciskać się przez szczeliny w zawalonych budynkach i docierać do osób uwięzionych pod gruzem.
"Na razie roboty są bardzo daleko za prawdziwymi wężami" - przyznaje Tingle. Jej zdaniem im lepiej poznamy zasady wężowej lokomocji, tym skuteczniejsze będą takie maszyny. Inspiracją może być nawet sama skóra węży, wyjątkowo wytrzymała i wielofunkcyjna, ale wciąż słabo wykorzystywana w inżynierii materiałowej.
