Varför slår ormarna sina ormar? Vetenskapen bakom den skrymmande rörelsen

Många tror att en orms gaffel är tung. Varje så ofta snubblar ormen det snabbt och sedan tillbaka det. Teorier som förklarar de orktade tungorna i ormar har funnits i tusentals år. Aristoteles resonerade att det gav ormar med "ett dubbelt nöje från savorer, deras gustatoriska känsla var som det fördubblades".

Italienska astronomen Giovanni Hodierna trodde ormspunger var för att rengöra smuts ut ur deras näsor. Några 1700-talets författare hävdade att de hade sett ormar fånga flugor eller andra djur mellan gafflarna i sina tungor, använda dem som tångar. Det är en vanlig myt även idag kan ormar sticka dig med sina tungor. Men ingen av dessa hypoteser är sannolikt.

Se också: Denna "jätte" Snake Trap är cool, men det finns mer för det än möter ögat

De flesta djur med tungor använder dem för provsmakning, för att städa sig själva eller andra, eller för att fånga eller manipulera sitt byte. Några, inklusive människor, använder dem också för att skapa ljud. Ormar använder inte sina tungor för något av dessa saker. Under de senaste 20 åren har Kurt Schwenk, en evolutionär biolog vid University of Connecticut, arbetat med att förstå funktionen hos ormtungor och "luktar" är närmast beskrivande av vad ormar gör med sina tungor.

Tungor som luktar

Ormar använder sina tungor för att samla kemikalier från luften eller marken. Tungan har inte receptorer att smaka eller lukta. I stället finns dessa receptorer i vomeronasalen, eller Jacobsons organ, som ligger i munnen. En gång inuti Jacobsons organ framkallar olika kemikalier olika elektriska signaler som återförs till hjärnan.

Man trodde en gång att tungan levererade kemikalier direkt till Jacobsons organ, eftersom både organet och de vägar som leder till det är parade precis som tungspetsarna. Men röntgenfilmer har visat att tungan inte rör sig inuti den stängda munen; Det sätter helt enkelt de kemikalier som det har samlat på kuddar på munnen i munnen när munnen stängs.

Det är troligt att dessa dynor levererar de provtagna molekylerna till ingången till Jacobsons organ när munnen i golvet är förhöjd för att komma i kontakt med taket efter en tunga flicka. Fallet för detta stärks, eftersom gockor, skinkor och andra ödlor saknar djupa forked tunga men fortfarande levererar kemikalier till sina vomeronasala organ.

Luktar i 3D

Eftersom det är gaffelt, kan en ormas tunga samla kemisk information från två olika ställen samtidigt, om än platser som är ganska nära varandra av mänskliga normer. När ormar sprider spetsarna av sina tungor från varandra, kan avståndet vara dubbelt så stort som huvudet. Detta är viktigt eftersom det gör det möjligt för dem att upptäcka kemiska gradienter i miljön, vilket ger dem en känsla av riktning - med andra ord använder ormar sina gafflar för att hjälpa dem att lukta i tre dimensioner. Ugglor använder sina asymmetriska öron på detta sätt för att upptäcka ljud i tre dimensioner.

Ormar och ugglor använder liknande neurala kretsar för att jämföra signalstyrkan som levereras från varje sida av kroppen och bestämma den riktning som en lukt eller ett ljud kommer ifrån. Människor gör detta med sin hörsel också, men inte lika effektivt.

Detta gör det möjligt för ormar att följa spår som lämnas av sina byte eller potentiella kompisar. I 1930-talet, innan riktlinjer för etisk användning av djur i forskning var lika strikta, tog tyska biologen Herman Kahmann experimentellt bort den gaffelformiga delen av ormarna och fann att de fortfarande kunde svara på dofter men att de hade förlorat sin förmåga att följa doftleder. Dessa resultat var raffinerade och bekräftades under 1970-talet.

Sniffing Out Sex

På 1980-talet såg ormbiologen Neil Ford vid University of Texas vid Tyler hur manliga ryggslangar använde sina tungor när de följde feromonleder efterlämnade av honor. Han upptäckte att om båda spetsarna av den manliga ormans tunga föll inom spårets bredd fortsatte ormen att slita rakt framåt. Men när ett spets eller det andra föll utanför kanten av spåret, vred ormen huvudet bort från den spetsen och tillbaka mot feromonspåret och hans kropp följde.

Genom att följa denna enkla regel fick ormarna att utföra spårföljande beteende som var både exakt och riktat. Om båda tungspetsarna någonsin rörde marken utanför spåret, skulle hanen stanna och svänga huvudet fram och tillbaka, tunga, tills han flyttade spåret.

Snake Ecologist Chuck Smith vid Wofford College fann bevis på att manliga kopparhuvud har längre, djupare gafflar än kvinnor, vilket förmodligen ökar deras förmåga att hitta kompisar. Även om sexuell dimorphism - där ett kön är markant annorlunda - är sällsynt i ormar, är skillnader i tungstorlek sannolikt också närvarande i andra arter.

Doft-trailing är förmodligen också ganska användbart för ormar som spårar ner byte, inklusive för sit-and-wait-rovdjur som vipers, som har utvecklat illaluktande men giftfria giftkomponenter för att hjälpa dem att flytta sitt bita och envenomerade byte.

När du följer en doftspår, rör ormarna helt enkelt sina tungtips ner till marken för att hämta den kemiska informationen som ligger där. Men ormar kan också använda en annan typ av tunga för att prova luftburna kemikalier.

Se även: Dessa kartor visar hur miljontals människor är utsatta för dödliga snakebiter

Ormar vinkar ofta sina tungor i luften utan att sätta dem i kontakt med någonting. Tungan skapar luftvortices, som de som bildas i vattnet bakom en båt. Dessa virvlar svänger bort från båten när de bildas. Bill Ryerson, en elev i Schwenklabben, fann att vortor skapade i luften med ormtungor har en speciell egenskap - de drifnar inte bort utan bor i närheten av tungan, där de kan samplas upprepade gånger när tungan kjolar Den del av varje virvel där lufthastigheten är högst.

Oscillerande tunga flikar är unika för ormar. De tillåter ormar att prova 100 gånger så mycket luft som den enkla nedåtgående förlängningen av tungan. Tungan överför sedan dessa molekyler till Jacobsons organ via munnen. Bevis tyder på att manliga kopparhuvud också kan hitta och följa kvinnor med oscillerande tunga flickor för att upptäcka luftburna feromoner, även om detaljerna om hur de bestämmer riktningen med hjälp av sådana dispergerade och övergående lukt fortfarande är dåligt förstådda.

Den här artikeln publicerades ursprungligen på The Conversation av Andrew Durso. Läs den ursprungliga artikeln här.