استفاده از فناوری برای نمایش نحوه نیش زدن مار‌ها

تقریباً ۴۰۰۰ گونه مار روی زمین وجود زندگی می‌کنند که حدود ۶۰۰ گونه از آنها سمی هستند. از دهه ۱۹۵۰ میلادی و زمانی که عکاسی و فیلم‌برداری با سرعت‌بالا برای اولین بار توسعه یافت، دانشمندان برای درک بهتر نحوه نیش زدن مارها، شروع به ضبط بصری حملات آنها کردند.
 ازجمله خزنده‌های باستانی کره زمین می‌توان به مار‌ها اشاره کرد که برخی از گونه‌هایشان، موفقیت تکاملی‌شان را مدیون اثرگذاری نیش‌ها به‌عنوان سلاح‌های شیمیایی‌شان هستند. مار‌هایی که نیش سمی دارند، بلافاصله بعد از شکار یک موجود زنده، با سرعت حیرت‌انگیزی طعمه را نیش می‌زنند تا کارش را تمام کنند.

اخیراً محققان در مطالعه‌ای که در نوع خودش بزرگ‌ترین مطالعه تا به امروز است، به بررسی جزئیات دقیق عملکرد این نیش‌ها پرداخته‌اند. در این تحقیق محققان با بهره‌گیری از تکنیک‌های پیشرفته ویدئویی، نشان داده‌اند که چگونه گونه‌های مختلف مار، با استراتژی‌های کاملاً متفاوتی، نیش‌های مرگبارشان را وارد بدن طعمه‌ها می‌کنند.

استفاده از فناوری برای نمایش نحوه نیش زدن مار‌ها
تقریباً ۴۰۰۰ گونه مار روی زمین وجود زندگی می‌کنند که حدود ۶۰۰ گونه از آنها سمی هستند. از دهه ۱۹۵۰ میلادی و زمانی که عکاسی و فیلم‌برداری با سرعت‌بالا برای اولین بار توسعه یافت، دانشمندان برای درک بهتر نحوه نیش زدن مارها، شروع به ضبط بصری حملات آنها کردند.

در طول دهه‌ها، این فناوری‌ها پیشرفت فراوانی داشتند و حالا این امکان برای دانشمندان فراهم‌شده تا عملکرد نیش مار‌های سمی را با جزئیات بیشتری ثبت و مطالعه کنند. در تحقیقات پیشین مشخص‌شده بود که تفاوت‌های واضحی بین حملات مار‌ها برای شکار طعمه و حملاتی که برای دفاع انجام می‌دهند، وجود دارد.

اما در اکثر مطالعات اخیر بر روی نیش مار‌ها تعدادی از عوامل محدود شده بودند. اول اینکه محققان، تمام نیش‌ها را تنها با یک دوربین ضبط کرده‌اند؛ یعنی ما فقط نمای جانبی را می‌بینیم، درحالی‌که مار‌ها می‌توانند در همه جهات بخزند. ثانیاً، این ضبط‌ها وضوح نسبتاً پایینی داشته‌اند؛ چرا که عمدتاً در میدان و در شرایط نور کم انجام‌شده‌اند. ثالثاً، تمرکز این مطالعه اغلب روی یک‌گونه مار یا تعداد محدودی از گونه‌هاست؛ یعنی در این مطالعات مشخص نیست که بسیاری از گونه‌های دیگر ممکن است چگونه رفتار کرده یا سریع‌تر حمله کنند.

به دنیای زهر‌ها خوش آمدید
در جدیدترین مطالعه، نیش ۳۶ گونه مختلف از مار‌های سمی مورد مطالعه قرار گرفت. این گونه‌ها از سه خانواده اصلی مار‌های سمی بودند: افعی‌ها (vipers)، کفچه‌مار‌ها (elapids) و قمچه مار‌ها (colubrids) و شامل مار زنگی پشت الماسی غربی (Crotalus atrox)، گرزه‌مار (Macrovipera lebetinus و مار افعی مرگ‌زا با پولک زبر (Acanthophis rugosus) بودند.

همه مار‌هایی که این مطالعه بر رویشان انجام شد، در مؤسسه دنیای زهر در پاریس نگهداری می‌شدند. در این موسسه یک میدان آزمایشی کوچک شامل پنل‌های پلکسی‌گلاس که با کف مقوایی پوشانده شده بود، ساخته شد و مار‌ها به‌صورت انفرادی در آن قرار گرفتند. درعین‌حال یک منبع غذایی شبیه‌سازی‌شده که درواقع یک‌تکه استوانه‌ای از ژل پزشکی که تا ۳۸ درجه گرم شده بود تا برای مار‌هایی که قادر به تشخیص گرما هستند، شبیه طعمه به نظر برسد، در داخل میدان قرار داده شد.

درعین‌حال دو دوربین با سرعت‌بالا که در زوایای مختلف قرار داده‌شده بودند، به‌طور خودکار حملات مار‌ها به ژل را با سرعت ۱۰۰۰ فریم در ثانیه ثبت کردند.

متخصصان با استفاده از فیلم‌های ضبط شده از دو نمای مختلف، حمله‌های مار‌ها به طعمه را به‌صورت سه‌بُعدی بازسازی کردند تا بتوانند به بررسی اجزای مختلفی مثل مدت‌زمان، شتاب، زاویه و سرعت باز شدن فک مار بپردازند. آنها در مجموع ۱۰۸ ویدئو از حملات موفقیت‌آمیز ثبت کردند که شامل سه مورد برای هر یک از گونه‌های موجود در مطالعه بود.

طبق اعلام محققان، تفاوت‌های عمده‌ای بین حملات مار‌هایی که موردمطالعه قرار گرفتند وجود داشت. افعی‌ها برای رسیدن به طعمه و فرو کردن نیش‌های سوزن مانندشان به طعمه‌های ساختگی با سرعتی بیش از ۴.۵ متر در ثانیه حرکت می‌کردند؛ آنها گاهی به‌سرعت نیش‌های خود را از طعمه ساختگی خارج کرده و دوباره با زاویه بهتری وارد می‌کردند و فقط زمانی که نیش‌ها به‌راحتی در جای خود قرار می‌گرفتند، فک‌شان را بسته و زهرشان تزریق می‌کردند.

حدود ۸۴% از افعی‌های حاضر در این مطالعه در کمتر از ۹۰ میلی‌ثانیه به طعمه خود رسیدند که این سریع‌تر از میانگین زمان واکنش برای یک پستاندار که طعمه ترجیحی بسیاری از افعی‌ها در طبیعت هستند.

کفچه‌مار‌هایی مثل کبرای مرجانی کیپ با خزیدن به سمت طعمه ساختگی یورش برده و آن را به‌طور مکرر گاز می‌گرفتند و با منقبض شدن ماهیچه‌های فکشان، زهر آزاد می‌شد.

قمچه مار‌هایی مثل مار حرا که نیش‌هایشان در قسمت عقب دهانشان قرار دارد، از فاصله دورتری به سمت طعمه یورش برده و درحالی‌که فک‌هایشان روی دندان‌ها بسته بود، در یک حرکت جارو مانند از این‌طرف به آن‌طرف رفته و یک برش عمیق در ژل ایجاد می‌کردند تا حداکثر مقدار زهر را تزریق کنند.

در تحقیقات انجام‌شده قبلی، به این موضوع پرداخته‌شده بود که چگونه شکل نیش مار‌ها ارتباط نزدیکی با ترجیحات طعمه دارد و حالا می‌توانیم نشان دهیم که چگونه مار‌ها در یک‌چشم به هم زدن از این سلاح‌های مرگبار استفاده می‌کنند و چطور توانسته‌اند این مدت طولانی روی زمین زنده بمانند.

منبع: theconversation