Любой, кто садился за летний крабовый пир, знает, насколько они жесткие, грязные и вкусные.
Но биолог из Университета Цинциннати Брюс Джейн обнаружил несколько водяных змей, которые специализируются на ловле и поедании живых крабов без помощи молотков, нагрудников или посуды.
Змеи не могут пережевывать пищу, поэтому все, что они едят, должно быть размером с укус, даже если этот забавный буш иногда оказывается антилопой. Джейн обнаружила, что вид водяной змеи в Малайзии бросает вызов этому ограничению, разрывая крабов на удобные кусочки размером с укус.
«Тигры могут захватить огромную добычу. Но для большинства змей ограничением размера добычи является то, что они могут проглотить целиком», - говорит Джейн, профессор биологических наук в Колледже искусств и наук Макмикена Калифорнийского университета.
Джейн изучает раскрытие рта змеи, чтобы определить, как это физическое ограничение влияет на охотничье поведение змеи и выбор добычи.
Он изучил особенности питания трех видов умеренно ядовитых водяных змей, живущих бок о бок в Юго-Восточной Азии: один ел крабов с твердым панцирем, другой ел крабов с мягким панцирем и третий ел креветок. Он обнаружил, что змеи, которые охотятся на крабов с мягким панцирем, могут съедать добычу в четыре раза больше, чем они могли бы проглотить целиком.
"Эти крабы огромны! Одни только ноги были почти такими же большими, как зев змеи. Но они могут съесть краба, разорвав его на части, когда он мягкий и уязвимый", - сказала Джейн.
Его исследование было опубликовано в феврале в Биологическом журнале Линнеевского общества. Он также представил свои выводы в январе на ежегодной конференции Общества интегративной и сравнительной биологии в Сан-Франциско.
Большинство водяных змей питаются рыбой, но семейство змей, называемых гомалопсидами, питается только ракообразными.
"Они настоящие гурманы", сказал он.
Теперь Джейн обращает свое внимание на североамериканских водяных змей, которые едят раков. Как и азиатская водяная змея Gerarda, королевы змей, обитающие в восточной части Соединенных Штатов, специализируются на охоте на ракообразных с мягким панцирем, а именно на раков.
Джейн всегда восхищали рептилии. Он является соавтором более 70 исследований змей и ящериц в рецензируемых журналах и без происшествий работал с ядовитыми видами по всему миру.
«Меня не кусали, и я намерена продолжать в том же духе», - сказала Джейн. «Я не рискую».
Джейн начал полевое исследование змей, питающихся ракообразными, в 1980-х годах благодаря интуиции во время своей первой постдокторской стажировки в Полевом музее естественной истории в Чикаго. Он и уважаемый исследователь змей Гарольд Ворис, ныне почетный куратор музея, отправились в Сингапур, чтобы провести исследование высокоядовитых морских змей, которых местные рыбаки иногда ловили рыболовными сетями. Но в тот год из-за поздних муссонных дождей рыбацкие лодки стояли в доках.
Полевые исследования сопряжены с этими проблемами. Джейн сказала, что им пришлось импровизировать.
Мы подумали: 'Что нам теперь делать?' Расстроенные своим невезением, мы шли вдоль берега и заметили множество гомалопсидов в илистых отмелях, приходящих с приливом», - сказал он..
Местные жители иногда называют их мангровыми змеями из-за места их обитания. И в том году их было легион. Он и его партнер по исследованию обнаружили по одной на каждом метре береговой линии.
"Как ни странно, несмотря на то, что эти виды были многочисленны, они не были ужасно хорошо изучены", - сказала Джейн.
«О змеях, питающихся крабами, почти ничего не было известно», - сказал Ворис. «Если подумать, мангровые заросли представляют собой чрезвычайно продуктивную экосистему. Крабы поддерживают большое количество круглый год. Если змеи могут решить проблему поедания крабов, они смогут использовать этот ресурс. Это замечательная система."
Джейн обнаружила трех похожих змей, живущих бок о бок в одной и той же солоноватой среде обитания, но охотящихся на совершенно разную добычу: Fordonia leucobalia охотилась на крабов с твердым панцирем; Gerarda prevostiana ела крабов с мягким панцирем, а Cantoria violacea обедала креветками.
Джейн использовала камеры ночного видения для записи своих ночных охотничьих приемов, которые были специально адаптированы к их выбору добычи.
Кантория, также называемая мангровой змеей Кантора, охотилась на самых больших креветок, которых они могли проглотить целиком. Фордония выбрала крошечных крабов с твердым панцирем, которые были вдвое меньше, чем они могли проглотить. Тем временем Герарда, широко известная как водяная змея Джерарда, охотилась на огромных крабов, которые были мягкими на ранних стадиях линьки.
У крабов твердый экзоскелет, который они периодически сбрасывают по мере роста. После линьки требуется время, чтобы их недавно открытый экзоскелет превратился в защитную броню.
У большинства змей острые, похожие на иглы зубы, которые плохо приспособлены для жевания, сказала Джейн. Джерарда обходит это ограничение, отрывая от краба кусочки размером с укус и проглатывая их целиком.
"Это одна из приятных вещей в изучении анатомии и поведения. Вы знаете эволюционные отношения. Вы можете найти некоторые нелогичные закономерности", - сказала Джейн. «Похоже, что эта специальность в питании ракообразными с мягким панцирем возникла после того, как они уже питались ракообразными с твердым панцирем».
Джейн использовал камеры ночного видения для записи охотничьих привычек змей во время своих полевых исследований. Он включил одно из видео в своем офисе.
"Это только что перелинявший краб," сказала Джейн. «Они слизистые. Они превращаются из мягких и слизистых в кожистые и в конечном итоге твердые».
Весь процесс занимает всего 45 минут.
"Значит, у змей есть только 20-минутное окно, чтобы съесть краба так, как он им действительно нравится", - сказал он.
Тем не менее, крабы - непростая еда. Они быстро передвигаются как в воде, так и вне ее. А крабы съедят почти все, включая мелких змей, сказала Джейн.
"Крабы - ужасная вещь для змеи - все эти заостренные края и острые когти", - сказал он.
Поэтому Джейн не особенно удивило, что Фордония, змея, специализирующаяся на крабах с твердым панцирем, охотится на значительно более мелких крабов, сначала пожирая их ноги из стороны в сторону.
"Мы знали анатомические пределы того, что может съесть змея. Но по мере того, как добыча становится больше, насколько тяжелее ее есть?" он спросил. «Возможно, змеи не едят более крупную добычу, потому что их труднее поймать».
Эта крабоедная змея также продемонстрировала удивительную технику охоты, как обнаружила Джейн.
Несмотря на большое разнообразие пищевого поведения среди 3000 змей в мире, оно практически всегда начинается и заканчивается одинаково - ударом с открытой пастью и заглатыванием добычи целиком. Даже у ядовитых змей они могут ударить добычу и отпустить ее», - сказала Джейн.
Но Фордония бьет краба не ртом или клыками, а подбородком, чтобы придавить извивающуюся еду. Затем он обвивает своим телом приколотого краба, чтобы манипулировать им и проглотить его.
Желудок Фордонии крепкий и устойчивый к острым кончикам и когтям краба. И что ужасно, змеи не всегда убивают краба, прежде чем его проглотить.
Джейн изучала рацион змей, осторожно подталкивая их полные животы к подбородку, пока они не откашляли свой последний прием пищи.
"Когда мы заставили Фордонию отрыгнуть крабов, они были еще живы и убежали", - сказал он.
Это открытие опровергло предыдущее исследование, в котором предполагалось, что Фордония раздавливает пищу своими челюстями, чтобы съесть ее твердый обед.
Джейн сказал, что хотел бы вернуться в Малайзию, чтобы исследовать водяную змею, питающуюся рыбой, у которой огромный зуб на нёбе, который даже больше, чем ее задние клыки.
«Ничего не указывало на то, что они ели что-то действительно странное. Это было очень странно», - сказал он. «У них такие странные зубы, должно быть что-то происходит».
А коллега-исследователь Ворис сказал, что исследование проливает свет на то, как животные занимают одинаковые ниши в окружающей среде, независимо от географии - система, называемая конвергентной эволюцией.
«Это действительно проверяет идею конвергентной эволюции», - сказал Ворис. «Мы видим похожие типы поведения, морфологию и тактику охоты в разных географических районах? Или есть важные различия, которые предполагают, что это происходило по-разному?»
Ворис сказал, что работа Джейна является свидетельством как его настойчивости, так и приверженности университета исследованиям на протяжении всей карьеры.
«Это результат того, что его преподавание и исследования поддерживались на протяжении многих лет», - сказал Ворис. «Если в нашей системе высшего образования этого не будет, и мы не будем поддерживать науку на постоянной основе, у нас будут проблемы».
И такая работа часто приводит к неожиданным открытиям, таким как медицинские преимущества змеиного яда в борьбе с припадками, сказал он.
«Это не всегда так, потому что мы изучаем, как все работает, - сказал Ворис, - но прикладная наука присутствует почти на каждом шагу в нашей работе».