(Serpentes), подотряд пресмыкающихся отряда чешуйчатых (Squamata). Безногие животные с тонким, сильно удлиненным телом, лишенные подвижных век. Змеи произошли от ящериц, поэтому у них много общих с ними черт, но два очевидных признака позволяют почти всегда точно различить две эти группы. Подавляющее большинство ящериц имеют конечности. У змей передних ног не бывает, хотя иногда заметны в виде коготков рудименты задних. У безногих ящериц, внешне очень похожих на змей, подвижные веки. Змеи отличаются также особенностями строения головы и тела, связанными с их своеобразным способом питания.
Известно ок. 2400 современных видов змей. Хотя большинство их обитает в тропиках и субтропиках, подотряд распространен почти по всему миру. Отсутствуют змеи только в областях с вечной мерзлотой, так как во время зимней спячки им необходимо подземное убежище, чтобы пережить холодное время года. Только несколько видов обитает в морях. Около 500 видов змей ядовиты; из них примерно половина представляет серьезную опасность для человека.
Анатомия и физиология. Змеи, подобно всем прочим рептилиям, относятся к позвоночным животным. Их позвоночник может состоять из сотен позвонков. Большое число последних и как следствие потрясающая гибкость тела выделяют змей среди всех рептилий. Позвонки змей сложно устроены и прочно соединены друг с другом. Пар ребер почти столько же, сколько нехвостовых позвонков.
Отсутствие конечностей не ограничивает подвижности змей, так как длинное тело позволяет им развивать особые, весьма эффективные способы локомоции и ловли добычи. Специфические способы ее заглатывания также компенсируют безногость, причем эти рептилии, используя свои челюсти и свернутое кольцами туловище, удивительно ловко "манипулируют" даже относительно крупными объектами.
Чешуи змей представляют собой утолщения наружного слоя кожи. Ее живые ткани растут, а оказавшиеся на поверхности клетки сильно кератинизируются, становятся жесткими и отмирают. Между чешуями остаются участки тонкой эластичной кожи, что позволяет покровам растягиваться, а змеям заглатывать объекты даже большего диаметра, чем они сами. По мере роста змея линяет. Чтобы сбросить наружный слой кожи, она сначала разрывает его вокруг ротового отверстия, для чего трется головой о землю или другую твердую поверхность. Затем змея стягивает с себя старые покровы, сдвигая их назад и выворачивая наизнанку. Часто кожа сходит одним куском подобно чулку. Первый раз змея линяет в возрасте нескольких дней, а молодые животные обновляют покровы значительно чаще взрослых. В среднем линька происходит чаще чем раз в год, но ее частота зависит от вида и особенностей местообитания.
Сброшенная кожа (выползок) бесцветна, и рисунок на ней заметен очень слабо. Пигментные клетки, которые окрашивают покровы змеи, залегают глубже - в живой ткани. Хотя узоры весьма разнообразны, можно выделить три основных их типа: продольные полосы; поперечные полосы на спине или полностью опоясывающие тело через равные интервалы; равномерно распределенные пятна. Рисунок по своему характеру часто является маскирующим и позволяет змее сливаться с фоном. Определить пол животного по окраске, как и по другим внешним признакам, трудно даже специалисту. Однако самки большинства видов крупнее самцов, а хвост у них короче.
Длина самых мелких змей всего лишь 12,5-15 см при массе не более 10-15 г. Зато гиганты превышают в длину 9 м и весят сотни килограммов, являясь фактически самыми длинными среди современных наземных позвоночных, причем ископаемые виды были вдвое длиннее нынешних. Мнения о предельных размерах змей расходятся. Некоторые герпетологи считают максимальной длину 11,4 м, приписывая ее анаконде (Eunectes murinus), гигантскому удаву из Южной Америки. Самая крупная змея Северной Америки - обыкновенный удав (Boa constrictor) длиной до 5,6 м, что, впрочем, для него редкость. Семь видов длиннее 5,4 м - это либо удавы, либо питоны, за исключением ядовитой королевской кобры (Naja hannah) длиной до 5,5 м, которая встречается в Южной и Юго-Восточной Азии.
Змеи вместе с рыбами, амфибиями и другими рептилиями относятся к холоднокровным, или эктотермным, животным. Это означает, что они, в отличие от млекопитающих и птиц, не вырабатывают достаточно тепла для поддержания постоянной температуры тела. Поэтому змеи любят греться на солнце. Вместе с тем они слабо защищены от перегрева, который быстро их убивает. По крайней мере один вид питонов нельзя назвать совершенно холоднокровным, так как самка способна немного согревать отложенные яйца, свернувшись вокруг них кольцом.
Питание. Змеи средних-крупных размеров питаются почти исключительно другими рептилиями, млекопитающими, птицами, амфибиями и рыбой. Многие мелкие виды поедают насекомых и других беспозвоночных. Добыча почти всегда захватывается живой и, если она безобидна или ее трудно убить, такой же и заглатывается. Крупных, злобных или слишком подвижных животных змеи обездвиживают ядом, душат или просто раздавливают, обвив своим телом.
Схватив крупную добычу, змея прочно удерживает ее ртом с помощью многочисленных острых, загнутых назад зубов. Во время заглатывания она широко раздвигает ветви нижней челюсти и оттягивает их от черепной коробки. Это возможно благодаря тому, что соответствующие кости соединены эластичными связками, причем верхняя челюсть тоже подвижна. Каждая половина нижней челюсти независимо от другой перемещается вперед вдоль жертвы, проталкивая ее в глотку. Затем в процесс включаются мускулатура глотки и движения тела, помогающие змее как бы нанизаться на комок пищи. Никакого ее измельчения или пережевывания не происходит. Процесс заглатывания крупной жертвы может длиться больше часа. В то время как челюсти и глотка сжимают ее, укрепленная хрящевыми кольцами трахея смещается вниз, чтобы змея могла дышать. Таким способом животное может проглотить превосходящую его по размерам добычу, если только она удобной формы.
Способность поедать крупных животных позволяет некоторым змеям кормиться всего несколько раз в год. Однако те же виды могут глотать и мелкую добычу, которую, естественно, приходится добывать гораздо чаще. Трех или четырех плотных "обедов" в год, особенно в случае длительной спячки, вполне хватает для поддержания хорошей формы, причем известно много случаев, когда змеи обходились вообще без пищи в течение года и даже дольше.
Локомоция. Принято считать, что змеи очень быстро ползают, но внимательные наблюдения доказывают обратное. Хорошая скорость для крупной змеи примерно такая же, как у пешехода, а большинство видов передвигаются медленнее. Максимальная для этих рептилий скорость, и то на короткой дистанции, немногим больше 10 км/ч.
Обычно змеи ползут, S-образно изгибаясь в горизонтальной плоскости, когда их тело прижато к земле. Поступательное движение обусловлено тем, что задняя сторона каждого изгиба отталкивается от неровностей субстрата. Змея, ползущая по рыхлому песку, оставляет позади себя на равных расстояниях продолговатые холмики, поднявшиеся при давлении ее тела на грунт. Этот обычный способ локомоции известен как латеральный волнообразный, или просто "змеевидный". Передвигаться таким способом по гладкой поверхности животное не может. Однако он используется при плавании, а плавают змеи хорошо. Их защищенные прозрачной пленкой глаза и способность надолго задерживать дыхание существенно облегчают передвижение в воде.
Так называемый "гусеничный ход" временами используют крупные, тяжелые змеи. При этом они движутся по прямой за счет волнообразных сокращений, подстилающих кожу мышц. Волны пробегают одна за другой от шеи назад, и щитки на брюхе животного отталкиваются от неровностей грунта.
"Боковой ход" используется змеями на сыпучих песках. То передняя, то задняя часть тела по очереди перебрасывается ближе к цели, встречая на пути минимальное сопротивление. Змея как бы шагает, а точнее, "прыгает", держась боком к направлению движения.
Большинство змей хорошо лазает. У специализированных древесных форм длинные поперечные брюшные щитки по бокам загнуты наружу, образуя два продольных гребня - по одному с каждой стороны брюха.
Размножение. С наступлением сезона размножения змеи активно ищут полового партнера. При этом возбужденные самцы используют химический анализатор, "нюхая" воздух языком и перенося им ничтожные количества химических веществ, оставленных в среде самкой, к парному якобсонову органу в нёбе. Ухаживание помогает узнаванию партнеров: каждый вид использует свои особые стереотипы движений. У некоторых видов они так сложны, что напоминают танец, хотя во многих случаях самцы просто трутся подбородком о спину самки.
В конце концов партнеры переплетаются хвостами, и гемипенис самца вводится в клоаку самки. Копулятивный орган у змей парный и состоит из двух т.н. гемипенисов, которые при возбуждении выпячиваются из клоаки. Самка обладает способностью запасать живую сперму, поэтому после единственного спаривания может несколько раз производить потомство.
Детеныши появляются на свет разными способами. Как правило, они вылупляются из яиц, но многие виды змей живородящие. Если инкубационный период очень короток, задержка откладки яиц может привести к тому, что детеныши вылупятся из них внутри тела матери. Это называется яйцеживорождением. Однако у некоторых видов образуется простая плацента, через которую от матери к эмбриону передаются кислород, вода и питательные вещества.
Большинство змеиных гнезд устроено крайне просто, но все же яйца откладываются не где угодно. Самка ищет подходящее место типа кучи гниющего органического материала, который защитил бы их от высыхания, затопления, резких изменений температуры и хищников. Когда яйца охраняются родителями, они не только отпугивают хищников, но и, побыв на солнце, могут своим телом согревать кладку, которая при повышенной температуре развивается быстрее. Некоторое количество тепла выделяется также при гниении материала гнезда.
Число яиц или детенышей, производимых на свет самкой за один раз, колеблется от нескольких штук до примерно 100 (у яйцекладущих видов в среднем больше, чем у живородящих). Крупные питоны особенно плодовиты: иногда они откладывают более 100 яиц. Среднее же их число в кладке у змей, вероятно, не более 10-12. Определить период беременности у этих рептилий нелегко, так как самки могут сохранять живую сперму годами, а продолжительность развития эмбриона зависит от температуры. Различные типы размножения также усложняют задачу. Однако полагают, что у некоторых гремучих змей беременность длится ок. 5 мес, а у обыкновенной гадюки (Vipera berus) - чуть больше двух месяцев. Продолжительность инкубационного периода варьирует еще больше.
Продолжительность жизни. Подавляющее большинство змей достигает половой зрелости на второй, третий или четвертый год жизни. Скорость роста достигает максимума к моменту полного полового созревания, после чего заметно уменьшается, хотя растут змеи всю жизнь. Максимальный возраст большинства змей, вероятно, ок. 20 лет, хотя некоторые особи доживали почти до 30.
В природе змеи, подобно многим другим животным, редко достигают преклонного возраста. Многие гибнут довольно молодыми из-за неблагоприятных условий окружающей среды, как правило становясь жертвами хищников.
См. также:
ЗМЕИ: ОСНОВНЫЕ СЕМЕЙСТВА