Коричневая змея дерева (Boiga irregularis) разоряла экосистему и инфраструктуру Гуама в течение почти 70 лет — уничтожение 10 из 12 местных видов птиц острова и ценных миллиардов долларов в ущербе системам электроэнергии. Разрушительные привычки агрессивной рептилии прибывают из ее невероятной способности пересечь промежутки между деревьями, некоторыми целых 2,2 вертикальными метрами. Но новые результаты на биомеханике позади способности к соединению змеи могут помочь остановить разрушительных существ.Брюс Джейн, biomechanist в университете Цинциннати в Огайо, исследовал коричневых змей дерева много лет и занялся расследованиями, как скользящие рептилии могут устранить 1,5-метровые разрывы между горизонтальными плоскостями, такими как два отделения на той же высоте на прилегающих деревьях.
Но найти способ остановить Немезиду Гуама, его и Грегори Бирнса, biomechanist из Колледжа Сиены в Лудонвилл, Нью-Йорк, изменил их центр. «Все, что Вы должны сделать, выглядывают из окна в дереве, чтобы убедить себя, что, если у Вас есть животное, двигающееся в дерево, это, конечно, не соответствует горизонтальной плоскости», говорит Джейн. Дуэт хотел понять, как змеи двигаются в их сложную, трехмерную окружающую среду.Их исследование, изданное сегодня в Журнале Экспериментальной Биологии, обеспечивает понимание, что позволяет змеям пересечь горизонтальные и вертикальные промежутки и что заставляет их терпеть неудачу.
Живущие в дереве змеи должны быть способны пересекать промежутки для ловли добычи в навесах расширения леса. Для испытания навыков соединения животных бригада установила змей на высотах перед различными препятствиями в пределах от вертикальных подъемов и коротких снижений к горизонтальным промежуткам и крутым поворотам.
Преодолевание разрыва. Коричневая змея дерева, устраняющая разрыв, который составляет 82% его длина органа при оставлении 90% его длины органа неподдержанными.Кредит: Брюс К. Джейн и Грегори Бирнс
Больше научных видео новостейЗмеи одержали победу над вертикальными промежутками, пересекая, которые были на 65% более широкими, чем горизонтальные промежутки. Фактически, одна змея удивила ученых путем успешного охвата вертикального открытия, которое составляло 82% его длины органа.
Однако змеи испытали затруднения при считении их органа параллельным земле, которая является, почему они могли пересечь только горизонтальные длины, которые были самое большее 58% их длины органа. Змеи могли также пересечь прямые горизонтальные промежутки, которые были на 13% более длительными, чем горизонтальные промежутки с поворотами. «Оказывается, что подъем Вашего органа почти настолько же трудно как не поддерживает длинную часть Вашего органа прямо», говорит Бирнс.Исследователи вычислили вращающие моменты или превращение сил, что каждый промежуток проявил на органах змей.
Слишком много вращающего момента могло заставить змею терпеть неудачу при попытке пересечь промежуток. Вращающие моменты, увеличенные как центр массы неподдержанного региона змеи, были более далеки от поддержки.
Вертикальные промежутки представили меньше вращающего момента, и горизонтальные промежутки представили больше.Путем захвата маленьких ориентиров на высотах с их цепкими хвостами змеи могли даже пересечь промежутки, через которые они не могли физически достигнуть, делая выпад к ним, почти такой же способ, которым делают скалолазы, когда они качают свои органы к вне досягаемости порог. Движение вперед позволяет змее и скалолазу объяснить большие расстояния, чем если бы они пытались расширить себя при пребывании тихими.Джон «Джейк» Соча, biomechanist от Политехнического института и университета штата Вирджиния в Блэксбурге, изучающего биомеханику скользящих змей, был удивлен, что коричневая змея дерева имела мускульный контроль для осуществления вертикальных подвигов.
Он говорит, что делающий выпад метод, используемый рептилией, подобен скользящему методу, используемому скользящей змеей. Это показывает, что змеи независимо развили способность пересечь промежутки творческими способами, отмечает он. «Перед управлением, Вы должны учиться идти, и для змей перед полетом, Вы должны учиться пересекать промежутки».Результаты бригады могли помочь помешать разрушительной змее наносить больше экономического ущерба на Гуаме, говорит Гордон Родда, герпетолог с Геологической службой США в Форт-Коллинзе, Колорадо. Он говорит, что результаты критически важны для улучшения основанных на промежутке барьеров что островное использование для избегания змей линий электропередачи и далеко от грузовых судов и самолетов.
Змеи уже ответственны за порождение затемнений каждые несколько дней путем протяжения от деревьев на опоры линии электропередач и затем завершения электрической схемы, поскольку они пересекают изоляторы между проводами энергии и полюсами.Джейн и Бирнс советуют сокращать растительность вокруг барьеров для создания промежутков, которые не могли пересечь змеи.
Они указывают, что змеи Гуама могут быть 3 метра длиной, и могут пересечь промежутки, которые 1,5 метра шириной горизонтально и 2,2 метра шириной вертикально. Родда предупреждает, что, если бы коричневая змея дерева добралась до Гавайев, она вызвала бы миллиарды долларов в год в ущербе из-за отключений электроэнергии. «Дизайн барьеров базируется прочь довольно фрагментарной информации о том, как коричневые змеи дерева могут подняться через барьеры», говорит Родда, «таким образом, работа, которую делает доктор Джейн, очень полезна для того, чтобы сделать дизайн тех барьеров строгим в свете поднимающихся производительностей этой разновидности».