Разбираем змею


Принципиальная схема змеи, рисовала прекрасная Ш.А.Г. с моих слов

У меня подруга на двадцать пятом году жизни взяла змею на руки и удивилась, что она милая и тёплая. Так вот, я до сих пор дико боюсь змей, но не могу не признать, что они красивые. Не всегда в смысле эстетики, но в смысле инженерного дизайна — точно.

Ну и вокруг них много недопонимания.

Начнём с того, что змеи приятные на ощупь. Они никакие не слизкие, а сухие и чаще всего тёплые (в большинстве мест, где вы их можете найти в природе, потому что они вообще-то не теплокровные). Но пока мы не зашли дальше, давайте сразу договоримся, что после прочтения поста вы не кинетесь обниматься со всеми встречными змеями. Среди них много ядовитых, а среди ядовитых много таких, которые убивают человека за раз. И многие движутся при этом быстрее вашей реакции.

Есть змеи, которые умеют плеваться ядом вам в глаза. Есть змеи, которые офигенно плавают. Есть змеи, которые могут двигаться под песком как маленькие версии червя из Дюны.

Но начнём с разбора змеи. С корпуса.

Корпус
В общем, жили-были ящерицы, а потом что-то пошло не так, и у них отвалились ноги. В целом, как выяснилось, ноги не нужны. Ноги — это атавизм. Можно отлично елозить всем телом и двигаться не менее быстро.

Так получились змеи. Потом у ящериц ещё пару раз отваливались ноги в более поздних редакциях, но змеи больше не получались, получались безногие ящерицы.

Вообще, в геноме змеи просто перестал работать энхансер, который отвечает за ноги. То есть код ног в змее полностью есть, но эта функция конструктора при создании объекта не вызывается.

Потом поверх всего этого пошла эволюция. Змеи, в отличие от безногих ящериц, устроены чуть иначе: у них есть соединения левой и правой части челюстей (чтобы жрать реально большую мышь), иначе устроены иллюминаторы, нифига нет барабанной перепонки и плечевого пояса.

Змея покрыта кожей. Кожа сформирована чешуйками. Спереди, где у змеи глазки, сделаны не дырочки в фюзеляже для этих глазок, а натуральные иллюминаторы. Чешуйки просто прозрачные в этом месте. Так что сама змея сидит внутри корпуса и смотрит оттуда через два окна наружу. То есть такой кожух с окнами поверх остальной змеи. Поэтому не моргает.

Внизу у змеи может быть (а может и не быть) гусеница — специальный слой чешуек, чтобы лучше сцепляться с поверхностью. Потому что нужно же чем-то упираться, когда ползёшь.

Иногда змея покидает свой фюзеляж — линяет. Кожа разделяется на два слоя, старый ненужный и новый. Змея выползает из старого кожуха и некоторое время старается не палиться особо по окрестностям. В целом, линять — это офигенный план, потому что можно довольно быстро обновить наиболее повреждаемые части. Ещё это классный способ избавиться к чёрту от паразитов, тех же мелких клещей. Они остаются куковать на старой коже. Потому что консервативные и не любят перемены. Когда змея уползает, они, возможно, ещё некоторое время проводят совещания по оптимизации работы своей организации, потому что намечается тренд на спад.

Пока змея растёт, она линяет чаще, но сейчас доказано, что это не потому что она перестаёт помещаться внутрь себя. Точнее, это далеко не главная причина.

Кабина
Змея, как и мы, ест в голову. Как и у нас, у неё там мозг. Еда обычно попадается такая здоровая, что голову надо очень сильно растянуть, чтобы еда пролезла внутрь. До ножа и вилки змеи пока не додумались, поэтому глотают, что поймают, целиком. Как правило. Так вот, чтобы еда не повредила голову змеюке, был разработан специальный подвижный череп с хорошим бронированием со стороны еды. Рот у змеи открывается в разные стороны, и при этом мозг немного сдвигается вверх или назад. «Пошевелить мозгами» — это буквально про них. Сердце они тоже часто умеют сдвигать. Иначе как положить внутрь себя столько всего?

Следующая офигенная штука в кабине змеи — датчик запаха. Змея берёт пробу среды языком, засовывает язык в анализатор (там два разных вида органа, и оба очень интересные, но пока назовём это анализатором) и получает вкус того, что она «унюхала». Как бабочки получают вкус окружающих предметов ногами (лапками), так змеи могут «попробовать» вас метров с 50. Или дальше. Вот поэтому бабочки стараются не садиться на навозные кучи.

Самое крутое в этом наборе органов то, что змея быстро-быстро высунет язык в другую сторону и сможет взять там ещё одну пробу запаха. Так через некоторое время она вас трилатерирует. Мало того, к этому моменту вы окажетесь «облизанным» со всех сторон, то есть змея будет точно знать, что вы такое и насколько вкусное. И это работает даже под водой. Не пытайтесь убежать от змеи за угол, она умеет брать вектор по запаху.

С другой стороны, глаза устроены довольно просто. Многие змеи откровенно хреново видят. Что логично, те, которые сваливаются на вас с деревьев, обычно видят лучше тех, которые подкрадываются к вам под землёй. В большинстве практических случаев глаза нужны, чтобы либо быстро реагировать на очень малой дистанции на движение добычи (остальные органы чувств требуют довольно долгой обработки данных), либо определять интенсивность света. Фокусировка, если она есть, делается движением хрусталика. Мы имеем куда более поздние версии библиотек с глазами, поэтому мы меняем кривизну хрусталика.

Впереди на змею повесили тепловизор. Самые продвинутые версии змей могут не просто оценивать общий уровень тепла (что уже даёт возможность крутить головой и отлично находить теплокровную добычу), но ещё и брать точные вектора за одно измерение (ямкоголовые), потому что тепловизоров у них аж два, и они умеют быстро рассчитывать некое подобие стереопар.

На тепловизор завязано довольно много участков кода, переписанных на ассемблере (рефлекторных дугах), поэтому при виде целой мыши впереди, бывает, змея сначала атакует, а потом информация доходит до мозга. Вот так змеи освоили ночь, хотя обычно ночь всегда была временем, когда жалкие теплокровные случайно перегрызают большого замедлившегося от холода динозавра.

Перепонки у них нет, поэтому змеи слышат собой. Как марсоход, который приложил сейсмодатчик к поверхности и слушает, как в поверхность шумит ветер. Так вот, змея отлично различает вибрации по почве и даже звуки, которые тоже становятся такими вибрациями. Правда, частоты только те, которые далеко распространяются по обычной земле. То есть не ругайте змею басом.

Послушать марсоход можно тут.


Песчаный удавчик ползает вот в этом слое песка

Скелет
У неё очень дофига позвонков. Это делает змеюку не просто ползающей колбасой, а очень прочной и подвижной ползающей колбасой. Поэтому Гауди вдохновился этой конструкцией для своих катенарных арок.

Вот две картинки из моего поста про его архитектуру:

Образ жизни
Все змеи хищные. И вот тут-то нужен яд: некоторые мочат добычу инъекцией через зуб, остальные либо душат внутри, либо обвивают и душат снаружи. В этом плане мне запомнился рассказ про аборигенов Австралии, которые любят питона. С точки зрения аборигена, питон — это мясо, которое само лезет обниматься. И его сразу удобно нести в племя.

Размножаются змеи яйцами. Вокруг холодало, и эволюция не стояла на месте, поэтому сначала появилась версия прошивки с хорошо заметным костылём. В ней змея откладывает яйцо прямо внутрь своего корпуса. И носит его с собой, почти как настоящая живородящая кенгуруха, только это яйцо, и сумки нет.

Принципиальная разница в том, что у живородящих зародыш включен в основной контур питания, а у яйцеживородящих — инкапсулирован в яйце вместе с запасом питания.

Ящерицы тоже умеют и в яйца, и в живорождение. Почему я отвлёкся на ящериц — потому что вот буквально пару месяцев назад наблюдали трёхпалого сцинка, которая сначала отложила яйца, а потом родила детёныша.

Ну и потом следующий шаг рефакторинга — яйцо можно пропустить, и вот вам будет настоящая живородящая змея. Правда, в процессе тестирования была пара интересных сборок. Например, релиз Indotyphlops braminus состоит только из самок. Яйца развиваются без оплодотворения, партеногенезом. Ещё у змей в целом увеличена частота появления двухголовых особей (ошибка инкапсуляции двух штук в одном яйце) — но они чаще всего встречаются в дикой природе дохлыми, потому что не очень долго живут. Надо же выбрать, в какую сторону ползти, если к вам подкрадывается сопящий ёжик. Ещё эти две головы могут подраться между собой, что тоже не очень хорошо кончается.

А ещё змеи могут кусать рыб. Если вы когда-нибудь пробовали укусить рыбу, то должны знать, что рыба — это офигеть какой тормоз в плане обмена веществ. Поэтому яд нужен сильный. Поэтому некоторые морские змеи чертовски ядовитые.

Некоторые змеи могут лечь в гибернацию и прокуковать так довольно долго без еды и воды, тратя потихоньку свои ресурсы. Медведь по сравнению с ними в эффективности энергосбережения просто сосёт. Лапу.

Спячка — офигенный план, когда надо переждать плохие дни или неудачный сезон. Другие могут воспользоваться лайфхаком эстивации — переждать засуху.

Водятся змеи почти везде, но если вы их очень боитесь — можно жить в Антарктике, Новой Зеландии (туда они не доползли), нескольких островах Атлантики (вроде Азорских островов) или Исландии. Или поезжайте в Ирландию, там ещё обитает эль и тоже нет змей!

По свежим данным ВОЗ, от 81 до 138 тысяч человек в год гибнет из-за укусов змей. Всего укушено бывает от 2,7 до 5,4 миллионов человек. Большая часть случаев приходится на Африку и Азию, причём по Индии в Азии самая печальная ситуация (если не смотреть на официальную статистику, в отчёте по ссылке есть детали).

В общем, эти зверюги приспособились почти ко всему на планете, что очень круто для очень, очень старой версии животного. Но ограничения платформы обойти всё же сложно. Я всё ещё продолжаю бояться змей, но не могу не восхищаться тем, какие они крутые.

Оставить комментарий