Биологи Калифорнийского университета в Риверсайде (University of California, Riverside) сняли бросок змеи в режиме замедленной съёмки. Учёные записали ночную стычку гремучника и кенгурового прыгуна в 3D, чтобы узнать, от каких факторов зависит успех охоты. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
Питание крайне важно для выживания животных, и практически каждый организм рискует быть съеденным представителем другого вида. Не удивительно, что существует множество примеров специализации, которая помогает поймать добычу или уйти от преследования. Взаимоотношения типа «хищник — жертва» живо интересуют эволюционных биологов, поскольку и у хищника, и у жертвы они часто приводят к возникновению экстремальных адаптаций. Такие отношения можно наблюдать у гремучников и кенгуровых прыгунов — эти животные служат удобной моделью для изучения сложной экосистемы.
Интересно, что о том, как происходит бросок змеи, известно не так уж много. Благодаря появлению портативных высокоскоростных камер биологи Калифорнийского университета смогли снять видео, на котором видно, как гремучник охотится на грызуна в естественных условиях. «В дикой природе отношения хищник—жертва очень изменчивы, в контролируемых лабораторных условиях такого не увидишь, — объясняет Тимоти Хайем (Timothy Higham), один из авторов исследования — Теперь технологии позволяют нам понять, от чего зависят поимка или бегство жертвы в среде, в которой хищник и жертва эволюционировали. Поэтому прежде, чем делать какие-то выводы на основании одних только лабораторных испытаний, крайне важно наблюдать животных в природной среде обитания»
Хайем и его коллеги задались вопросом: «От каких факторов зависит успешность охоты?» Результаты исследования показали, что в случае гремучника и кенгурового прыгуна она зависит и от точности броска, и от того, может ли прыгун заметить змею и увернуться. «Летом 2015 года в Нью-Мексико мы сняли в инфракрасном свете прекрасное видео о том, как змея вида Crotalus scutulatus («мохавский ромбический гремучник») охотится ночью, — говорит учёный. — Результаты довольно интересные: бросок очень быстрый и крайне изменчивый. Кроме того, гремучники достаточно сильно промахиваются — или оттого, что змеи просто мажут мимо цели или оттого, что кенгуровый прыгун вовремя уходит от удара».
Броскам змей было посвящено множество исследований, но в режиме высокоскоростного видео (500 кадров в секунду) охоту в дикой природе сняли впервые. В новой статье учёные отметили, что скорость броска гремучника в естественной среде может быть гораздо выше параметров, наблюдаемых в лаборатории. Результаты показали, что кенгуровые прыгуны могут существенно увеличить собственную силу, когда на них нападает гремучник — это достигается посредством «накопления энергии упругой деформации».
«Накоплением энергии упругой деформации называется процесс, в котором мышцы растягивают сухожилие, а затем расслабляются — сухожилие ударяет, как резиновая лента, которую натянули и отпустили, — поясняет Хайем. — Это похоже на рогатку — вы можете очень медленно растянуть ленту и резко её отпустить. Скорее всего, кенгуровые прыгуны используют таким образом сухожилия в нижней части задних лап — они напоминают ахилловы сухожилия человека. Там они накапливают энергию и затем быстро выбрасывают её, что позволяет им быстрым прыжком уйти от броска».
Исследователи имплантировали гремучникам радиопередатчики. Когда змея устраивала засаду, учёные хватали оборудование, окружали пресмыкающееся камерами и ждали — иногда всю ночь — пока мимо пробежит кенгуровый прыгун и змея бросится на него. «Мы останавливались довольно далеко от этого места, смотрели трансляцию на экране ноутбука и когда змея нападала на грызуна, запускали запись», — рассказывает Хайем. В дальнейшем учёные планируют проанализировать и сравнить поведение других видов гремучников и кенгуровых прыгунов.