Учени откриват как змиите стоят изправени без крайници

Ваня Милева Последна промяна на 13 March 2026 в 00:00 2560 0

кобра

Кредит Roboflow Universe (CC BY 4.0)
Повдигнатата част остава почти вертикална и балансирана, въпреки че животното няма крайници, за да се стабилизира.

Змиите не изглеждат като животни, подходящи да стоят изправени. Те нямат крака, нямат твърд гръбнак като прът, а телата им лесно се огъват във всяка посока.

И все пак някои змии могат да се издигнат почти право във въздуха и да задържат тази позиция. Още по-изненадващо е, че могат да го направят, докато балансират на тесен клон.

При някои видове почти 70% от тялото на змията може да се повдигне нагоре от земята, докато останалата част остава закотвена.

Повдигнатата част остава почти вертикална и балансирана, въпреки че животното няма крайници, за да се стабилизира.

змия Дългоноса камшична змия. При някои видове почти 70% от тялото на змията може да се повдигне нагоре от земята, докато останалата част остава закотвена. Кредит: Animalia (CC BY-SA 3.0)

Изследване как се изправят змиите

Наскоро изследователи се заемат да разберат как става това. Техните открития показват, че причината не е грубата сила. Това е смесица от физика, мускулен контрол и осъзнаването на формата на собственото тяло на змията.

Проучването е дело на екип от Харвардския университет, чиято група изучава физиката зад движението на биологичните организми.

Изследването съчетава биология, математика и механично моделиране, за да обясни как змиите успяват да постигнат такъв деликатен баланс.

"За някои това може да е кошмар, но сега анализирахме, математически и физически, скритата физика и стратегии за контрол, които позволяват на змиите да се противопоставят на гравитацията", отбелязва проф. Лакшминараянан Махадеван (Lakshminarayanan Mahadevan), ръководител на изследването от Харвард.

Змийска стойка

Змиите, обитаващи дърветата, като кафявите дървесни змии и храстовидните питони, често трябва да пресичат пролуки между клони. За да направят това, те повдигат голяма част от тялото си във въздуха и след това се протягат напред.

На пръв поглед тази поза изглежда нестабилна. Тялото на змията е меко и гъвкаво и гравитацията би трябвало да го накара да се огъне или срути. И все пак животните успяват да се задържат изправени достатъчно дълго, за да стигнат до следващия клон.

Където се случва истинската работа

Внимателното проследяване на движението на змията разкрива нещо неочаквано. Змията не сковава цялото си тяло, когато се издига.

Вместо това, когато змиите балансират изправени, по-голямата част от контрола се осъществява в малка част близо до основата, където тялото напуска клона.

Тази къса област се огъва и активира интензивно мускулите, образувайки това, което изследователите описват като граничен слой. Над тази зона останалата част от тялото на змията остава почти права.

Тази стратегия работи, защото гравитацията причинява много малка сила на огъване, когато тялото остава вертикално. Като фокусира усилието близо до основата, змията намалява количеството енергия, необходимо за да остане изправена.

Как се чувства тялото

Изследователите са проучили и как змиите координират мускулите си, докато балансират в тази поза. Ключов фактор е проприоцепцията – способността на животното да усеща позицията и формата на собственото си тяло.

За да изследва механиката, екипът създаде математически модел, който третира змията като активна еластична нишка. Казано по-просто, това е гъвкава структура, която може да разпознае собствената си форма и да реагира с мускулни сили.

От модела се очертават две възможни стратегии за контрол. При единия подход мускулите реагират директно на локалното огъване, което втвърдява тялото там, където то се извива.

В друг случай мускулите координират активността по тялото, за да намалят необходимото общо усилие. И двата метода водят до познатата S-образна поза, наблюдавана при изправените змии, но координираната стратегия изисква много по-малко мускулни усилия.

Стабилност на изправено положение. Кредит: Ludwig Hoffmann et al, https://doi.org/10.1098/rsif.2025.0314 

Защо балансът е най-трудната част

Повдигането на тялото не е най-трудното предизвикателство за змиите. Поддържането на равновесие е по-трудно.

Изследователите установяват, че не са необходими големи мускулни сили, за да може змията да се изправи в желана позиция.

Истинската трудност идва от поддържането на стабилност, след като тялото е изправено. Необходими са по-големи сили, за да се предотврати преобръщането на змията, тъй като гравитацията постоянно я изважда от равновесие.

Това обяснява защо изправените змии често се поклащат леко, докато поддържат стойката си. Бавното движение отразява непрекъснатите корекции, за да се стабилизира.

Инженерите изучават баланса на змията

Изследването не само обяснява любопитно поведение при змиите. То също така насочва към нови идеи за проектиране на гъвкави машини.

Роботите, изградени от меки материали, често се затрудняват да запазят стабилност, когато се разтягат нагоре или се протягат встрани.

Ако се разбере как змиите концентрират контрола само в една част от тялото си, това би могло да помогне на инженерите да проектират машини, които да остават стабилни, без да губят енергия.

"Като концентрират контрола там, където е от значение, инженерите могат да се научат да изграждат машини, които са едновременно ефективни и устойчиви", заявява Лудвиг Хофман (Ludwig Hoffmann), първият автор на изследването и постдокторант по приложна математика.

Природата често решава трудни физически проблеми с прости стратегии. В случая с катерещите се по дърветата змии, решението се крие в фокусирането на усилията там, където са най-важни, като същевременно се оставя останалата част от тялото да остане почти неподвижна.

Справка: Ludwig A. Hoffmann, Petur Bryde, Ian C. Davenport, S. Ganga Prasath, Bruce C. Jayne, L. Mahadevan; Postural control in an upright snake. J R Soc Interface 1 February 2026; 23 (235): 20250314. https://doi.org/10.1098/rsif.2025.0314 

Източник: Scientists discover how snakes stand upright without limbs, Rodielon Putol, Earth.com

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !