Кормление имеет первостепенное значение для выживания почти каждого животного, и почти каждый живой организм поедается другим. Неудивительно, что в животном мире есть много примеров крайней специализации - язык хамелеона, лисица, ныряющая в снег, бег гепарда - для поимки добычи или бегства от хищников.
Антагонистические отношения хищник-жертва представляют интерес для биологов-эволюционистов, потому что они часто приводят к крайней адаптации как хищника, так и жертвы. Одна из таких взаимосвязей наблюдается в системе крыса-гремучая змея-кенгуру - модельной системе для изучения динамики мощных взаимодействий хищник-жертва, которые можно наблюдать в полностью естественных условиях.
Любопытно, однако, что очень мало известно о ударной активности гремучих змей в естественных условиях. Но сейчас это должно измениться, потому что технологические достижения в области портативных высокоскоростных камер позволили биологам, таким как Тимоти Хайэм из Калифорнийского университета в Риверсайде, снимать трехмерное видео в поле гремучей змеи, охотящейся на крысу-кенгуру.
"Взаимодействия между хищниками и жертвами по своей природе изменчивы - гораздо больше, чем мы когда-либо наблюдали бы в контролируемых лабораторных условиях", - сказал Хайэм, доцент биологии, руководивший исследовательским проектом.«Технологии теперь позволяют нам понять, что определяет успешный захват и уклонение в естественных условиях. Именно в этих условиях эволюционируют хищник и жертва. Поэтому крайне важно наблюдать за животными в их естественной среде обитания, прежде чем делать слишком много выводов из лабораторных исследований. один."
Вопрос, который Хайэм и его команда изучают в отношениях хищник-жертва: какие факторы определяют успех/неудачу нападения или побега? Они отмечают, что в случае с гремучей змеей и крысой-кенгуру результат, по-видимому, зависит как от точности змеи, так и от способности крысы-кенгуру обнаруживать гадюку и уклоняться от нее до того, как ее ударят.
«Мы получили невероятные кадры, на которых гремучие змеи Мохаве нападают посреди ночи при инфракрасном освещении в Нью-Мексико летом 2015 года», - сказал Хайэм. «Результаты довольно интересны тем, что забастовки происходят очень быстро и сильно варьируются. Змеи также, похоже, промахиваются весьма драматично - либо потому, что змея просто промахивается, либо потому, что крыса-кенгуру вовремя уходит с дороги».
Многие исследования изучали удары змей, но новая работа является первым исследованием, в котором количественно оцениваются удары с использованием высокоскоростного видео (500 кадров в секунду) в дикой природе.
Результаты исследования публикуются в Scientific Reports.
В статье Хайэм и его соавторы пришли к выводу, что гремучие змеи в природе могут значительно превышать скорость и ускорение защитных ударов, наблюдаемые в лаборатории. Их результаты также свидетельствуют о том, что кенгуровые крысы могут усиливать свою силу при нападении гремучих змей за счет «эластичного накопления энергии».
«Эластичное накопление энергии происходит, когда мышца растягивает сухожилие, а затем расслабляется, позволяя сухожилию распрямляться, как эластичная лента, высвобождаемая из растянутого положения», - объяснил Хайэм. «Это эквивалент выстрела из рогатки - вы можете медленно тянуть выстрел из рогатки, а выпустить его можно очень быстро. Крыса-кенгуру, вероятно, использует сухожилия голени, подобные нашим ахилловым сухожилиям, для накопления энергии и быстрого ее высвобождения, что позволяет ей быстро прыгать и уклоняться от удара».
Для сбора данных команда отслеживала гремучих змей по радио, вживляя в них передатчики. Как только гремучая змея заняла позицию для удара, команда перенесла съемочное оборудование к месту нахождения гремучей змеи (среди ночи) и установила камеры вокруг змеи. Затем команда ждала (иногда всю ночь), пока не появится крыса-кенгуру, чтобы змея нанесла удар.
«Мы смотрели прямую трансляцию через ноутбук довольно далеко и включали камеры, когда происходил удар», - сказал Хайэм.
Далее исследователи планируют распространить текущую работу на другие виды гремучих змей и кенгуровых крыс, чтобы изучить различия между видами.
Видео: