Rắn – loài vật siêu đẳng

ThienNhien.Net – Bạn nghĩ rằng các loài động vật mà phần chủ yếu chỉ là đuôi và miệng sẽ bị bất lợi trong thế giới của những kẻ đi và chạy. Vậy thì hãy suy nghĩ lại!

Câu chuyện dài

Loài rắn phát triển cách đây khoảng 40 triệu năm về trước – một thời gian dài sau sự tuyệt chủng của loài khủng long. Đó là khoảng thời gian mà nhóm thú trở nên chiếm ưu thế và diễn ra ngay sau sự xuất hiện của các loài gặm nhấm. Rất nhiều loài rắn đã tiến hoá theo hướng chuyên ăn các loài gặm nhấm với những giác quan phù hợp cho việc phát hiện động vật máu nóng. Nhờ không có chân, chúng có thể chui vào các khe hở, các đường nứt và những cái hốc chật hẹp.

Cùng với việc các chi bị thoái hóa, loài rắn chỉ còn lại cái thân dài và cái miệng – hai công cụ để bắt và giết con mồi, vì thế tất cả sự chọn lọc tiến hoá của chúng chỉ tập trung vào hai phần này. Kết quả là: cơ thể và miệng rắn trở nên phát triển và rất phức tạp.
Thân nhiệt tăng chậm

Bằng cách kết hợp điều này với sự trao đổi chất chậm hơn 10 lần so với các loài thú có cùng kích cỡ, rắn có thể tận dụng nguồn dưỡng chất từ thức ăn của chúng trong thời gian chờ đợi thời điểm thích hợp để di chuyển và tấn công con mồi.

Di chuyển và luồn lách

Cơ thể loài rắn được cấu tạo bởi hàng trăm đốt sống và hàng trăm cặp xương sườn. Xương sườn được nối với nhau bởi các cơ kéo dài dọc cơ thể từ đầu tới đuôi. Bao phủ bên ngoài là lớp da, gắn với xương sườn bởi hàng trăm cơ nhỏ hơn được kéo dài ra. Cơ nối giữa xương sườn và các cơ bao quanh chúng có thể kết lại cục bộ hoặc toàn bộ, và điều này cũng diễn ra tương tự đối với các cơ nối giữa da và xương sườn.

Vì rắn có khả năng co và giãn một cách chọn lọc hàng ngàn cơ riêng biệt, nên rắn có khả năng di chuyển rất đa dạng, từ uốn lượn cơ thể ngoằn ngoèo theo chiều rộng đến phóng về phía trước theo đường thẳng. Khả năng điều khiển các cơ như vậy cũng cho phép rắn sử dụng cơ thể như là một cái nêm trong khi leo dọc thân cây hoặc trườn xuống bề mặt đá dốc đứng. Nó làm được điều này bằng cách co rút vài phần cơ thể để bám vảy vào các các lỗ và khe nứt nhỏ, trong khi đó toàn bộ phần còn lại của cơ thể tiếp tục dò tìm các điểm mấu tiếp theo. Thực ra mà nói, rắn chính là một cái xích xe sống.

Siết mồi

Tính đồng bộ của cơ cũng giúp rắn phát triển một trong những hình thức bắt mồi sớm nhất, đó là siết chặt con mồi – thể hiện rõ nhất trong nhóm bò sát cổ xưa gồm các loài trăn và đặc biệt là trăn Nam Mĩ. Rắn tấn công con mồi và sau đó nhanh chóng quấn chặt lấy cơ thể con mồi. Vòng quấn càng lúc càng chặt hơn bởi sự co các cơ riêng biệt nối giữa các xương sườn làm cho con mồi không thể thoát được.

Khi cơ quan cảm giác ở trong vảy của rắn phát hiện con mồi vẫn còn thở, rắn sẽ siết chặt thêm các cơ, làm phổi con mồi bị tê liệt. Trước đây, suốt một thời gian dài, người ta vẫn cho rằng sự ngạt thở là nguyên nhân dẫn đến cái chết của con mồi do bị rắn quấn, nhưng các nghiên cứu gần đây phát hiện ra rằng cái chết của con mồi xảy ra nhanh hơn nhiều (chỉ khoảng 4 phút), trước cả khi chúng bị ngạt. Hóa ra các cơ quan cảm giác của rắn cũng tìm ra mạch máu của con mồi, và sự co rút của cơ rắn đủ mạnh để ngăn cản máu lưu thông. Vì tim con mồi không nhận và bơm máu được nữa, nhịp tim bị rối loạn, và chỉ khi nó hoàn toàn ngừng đập, con rắn mới buông ra.

Nuốt mồi

Một khi con rắn đã bắt được và giết chết con mồi, nó phải đối mặt với việc nuốt con mồi mà không có các chi hỗ trợ. Hàm trên của rắn – thay vì được gắn với hộp sọ thì nó chỉ được nối bằng những dây chằng co giãn – được chia thành 2 phần song song cho phép 2 nửa có thể chuyển động độc lập với nhau và với hộp sọ. Hàm dưới cũng được chia 2 và nối với hộp sọ bằng các dây chằng.

Xuống hàm dưới

Sự co giãn này cho phép 4 phần riêng biệt của xương hàm có thể chuyển động các phía, cho phép con rắn mở rộng đầu của nó quanh người con mồi. Để nuốt, con rắn mở mồm, vươn cái đầu về phía trước và xoay từ bên này sang bên khác để ngoạm con mồi. Bằng cách đưa một bên đầu về phía trước, nó đẩy răng hàm trên ở phía bên kia ngoạm vào con mồi. Sau đó nó ngoắc đầu, tiến nhẹ phía kia dọc theo thân con mồi và tiếp tục cắm răng vào con mồi. Hàm dưới cũng hoạt động tương tự. Bằng cách đó, dần dần, con rắn sử dụng những chuyển động luân phiên này để trùm được toàn bộ đầu của nó xung quanh con mồi. Các dây chằng quai hàm và da quanh cổ có tính đàn hồi cao cho phép rắn có thể nuốt chửng.cả những con mồi lớn mà không hề bị tổn thương.

Cắn mồi

Các loài rắn độc (rắn hổ mang, rắn đuôi chuông, rắn san hô, rắn cạp nong) tiến hóa nọc độc thành công cụ săn mồi. Một cú tiêm nọc độc trong giây lát không chỉ giết chết mà còn bắt đầu tiêu hoá con mồi trước khi con rắn thực sự đưa con mồi vào miệng.

Thành phần nọc độc rắn rất phức tạp. Nọc độc của bất cứ loài rắn nào cũng có thể chứa đến 300 hợp chất khác nhau, tấn công nhiều mục tiêu trên cơ thể con mồi . Ví dụ, loài rắn fer-de-lance một loài rắn lục vùng Trung và Nam Mỹ, trong nọc độc của chúng chứa đựng các chất neurotoxin – chất hóa học tấn công tế bào sống. Một số chất tác động đến thành tế bào, là nguyên nhân làm vỡ thành tế bào, số khác đi đến tế bào máu và mạch máu, gây nên hiện tượng chảy máu ồ ạt.

Các cách đánh hơi con mồi

Khi một con rắn độc Fer-de-lance tấn công loài gặm nhấm, nó buông con mồi ngay tức khắc và ngồi chờ đợi. Thực tế, con rắn cần con mồi sống để lợi dụng tim con mồi bơm chất độc đi khắp cơ thể chúng, phá vỡ chúng từ bên trong. Một số hợp chất khác trong nọc độc rắn lục đóng vai trò như một loại thuốc lợi tiểu, làm cho nước tiểu con mồi tự tiết ra khi chạy, để lại vệt mùi thơm mà con rắn có thể lần theo. Rắn còn để lại một chút nước bọt và nọc của nó trên lông của con mồi. Nó có mùi đặc trưng của con rắn, và sau khi chất độc giết chết con mồi, con rắn dễ dàng theo hai dấu hiệu này để tìm đến.

Cùng họ hàng thân thuộc với loài rắn Fer-de-lance, loài rắn mũi thương thân vàng chủ yếu ăn các loại chim chóc, những loài không dễ dàng gì theo dấu sau khi cắn. Bởi vậy, nọc độc của loài rắn mũi thương thân vàng chứa một lượng lớn neurotoxin – một chất hóa học tác động đến dây thần kinh và hậu quả làm tê liệt thần kinh và hệ hô hấp của chim ngay lập tức. Chất độc này có tác động rất nhanh và làm cho lũ chim không thể bay xa được.

Sự đa dạng của nọc độc

Ngay cả những con rắn cùng loài cũng có thể có thành phần nọc độc khác nhau, do các con rắn có sự thay đổi môi trường sống theo thời gian đã làm cho thành phần chất độc của chúng thay đổi để phù hợp với các loại con mồi. Gần đây, các nhà khoa học phân chia rắn chuông Mojave thành hai quần thể khác biệt với các dạng nọc độc khác nhau. Một quần thể có thức ăn chủ yếu là thằn lằn bởi vậy nó cần neurotoxin có tác động nhanh để nhanh chóng làm chết con mồi (các loài thằn lằn cũng giống như các loài bò sát khác thường có sự trao đổi chất chậm hơn 10 lần so với các loài thú cùng kích thước, và vì thế không bị nhiễm độc nhanh như các động vật có vú). Quần thể còn lại ăn chủ yếu các loài gặm nhấm, không cần neurotoxin có tác dụng nhanh, và vì vậy nọc độc chủ yếu chứa cytotoxin.

Cơ quan cảm giác

Nhiều loài rắn có cơ quan cảm giác rất hoàn thiện, như là cơ quan cảm giác nhận biết các xung khi con mồi thở hoặc tim ngừng đập. Nhiều loài rắn đất cũng sử dụng cơ quan cảm giác để phát hiện ra con mồi hoặc cảnh báo các mối nguy hiểm gần đó, dò ra sự rung của mặt đất từ chỗ cách chúng vài mét. Tai của rắn bị tiêu giảm đi. Rất ít loài rắn đất ngóc đầu lên cao, bởi vậy chúng không cần thiết để phát hiện ra âm thanh trên không. Xương hàm dài, mỏng và thường tiếp xúc mặt đất, đó là công cụ lý tưởng để phát hiện và truyền xung động của mặt đất thẳng đến tai trong.

Lưỡi đôi

Rắn nhận biết kẻ lạ đang tới dựa vào cái lưỡi của chúng, nó thè ra, thụt vào rất nhanh, lấy mẫu các phần tử không khí và đưa chúng vào một vị trí ở vòm miệng. Đó được gọi là cơ quan Jacobson, nó rất nhạy cảm với các phần tử không khí và có khả năng gửi các xung động tín hiệu tới não để nhận biết. Đầu lưỡi rắn được tách ra làm đôi, mỗi phần có nhiệm vụ thu tín hiệu mỗi hướng vì thế chúng có biết được tín hiệu đến từ phía nào. Khi mục tiêu đến gần, lưỡi rắn hoạt động nhanh hơn, các tín hiệu mùi được truyền đến bộ phận Jacobson càng nhiều hơn, tạo nên hình ảnh về con mồi đang đến.

Trong các hốc cảm ứng

Để tăng cường hình ảnh trong trí óc, trăn Nam Mỹ và rắn lục có các hốc cảm ứng nhiệt có thể xác định vật lạ từ xa là con mồi hay mối nguy hiểm. Trăn Nam Mỹ và các loài trăn khác có hàng loạt hốc cảm ứng dọc theo mép và chúng có thể cảm nhận những thay đổi nhiệt độ thấp hơn 0.003oC. Khi mục tiêu di chuyển, nhiệt của mục tiêu phóng ra đi qua các hốc, và con rắn có thể biết được mục tiêu di chuyển tới đâu.

Các loài rắn lục, bao gồm cả rắn Fer-de-lance và rắn chuông Mojave, chỉ có hai hốc, mỗi hốc ở dưới mỗi mắt. Các hốc này nhạy cảm hơn nhiều so với các hốc ở trăn Nam Mỹ và các loài trăn khác, chúng giống như camera cắm lỗ – phát nhiệt thông qua cái hốc nhỏ mở ra màng rộng dạng lưới. Phạm vi hoạt động của cơ quan cảm giác này được cho là có thể mở rộng tới 1 m, và mạnh dần lên khi con mồi đi đến. Các cơ quan này được rắn sử dụng ngay trước khi tấn công con mồi, hướng đầu nó đến tiêu điểm trên cơ thể con mồi – đó là phần ngực.

Vinh quang thầm lặng

Loài rắn đã thích nghi đầy đủ với các lợi thế của nhóm thú. Nhưng chúng mang các thuộc tính của loài bò sát cách đây hơn 300 triệu năm. Một số người nghĩ rằng ngày nay nhóm thú thống trị thế giới động vật có xương sống, nhưng bò sát và đặc biệt là rắn mới là chủ nhân thầm lặng trong thế giới sinh vật đang tồn tại.
* Ảnh:Jdmpics.com