ã‚レイゴト (Kireigoto)
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许多人认为蛇的叉状舌头令人毛骨悚然。每隔一段时间,蛇就会迅速挥动,然后收回它。解释蛇的叉舌的理论已经存在了数千年。亚里士多德认为它为蛇提供了“来自品尝者的双重乐趣,他们的味觉感觉就像它加倍了”。
意大利天文学家Giovanni Hodierna认为蛇舌是用来清除鼻子上的污垢。一些17世纪的作家声称看到蛇在他们的舌头之间捕捉苍蝇或其他动物,像镊子一样使用它们。即使在今天,蛇仍然可以用舌头刺痛你,这是一个普遍的神话。但这些假设都不可能发生。
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大多数有舌头的动物用它们来品尝,清洁自己或他人,或捕捉或操纵他们的猎物。一些人,包括人类,也用它们发出声音。蛇不会将舌头用于任何这些东西。在过去的20年里,康涅狄格大学的进化生物学家Kurt Schwenk一直致力于理解蛇舌的功能,而“嗅觉”则是对蛇用舌头做什么的最接近的描述。
嗅觉的舌头
蛇用舌头从空气或地面收集化学物质。舌头没有味觉或嗅觉的受体。相反,这些受体位于口腔顶部,或雅各布森的器官,位于口腔顶部。一旦进入雅各布森的器官,不同的化学物质会唤起不同的电信号,这些电信号被传递到大脑。
曾经有人认为舌头将化学物质直接输送到雅各布森的器官,因为器官和导致它的通路都像舌尖一样配对。但是,X光片显示舌头不会在闭口内移动;当嘴闭合时,它只是将收集的化学物质沉积在嘴底的垫上。
当舌头的地板升高以便在舌头轻弹后与屋顶接触时,这些垫很可能将采样的分子传送到雅各布森器官的入口。这种情况得到了加强,因为壁虎,石龙子和其他蜥蜴缺乏深叉的舌头,但仍然向他们的犁鼻器官输送化学物质。
嗅到3D
由于它是分叉的,蛇的舌头可以同时收集来自两个不同地方的化学信息,尽管这些地方按人类标准相当接近。当蛇将舌头的尖端分开时,距离可以是头部的两倍。这很重要,因为它可以让他们检测环境中的化学梯度,从而给他们一种方向感 - 换句话说,蛇使用他们的叉形舌头来帮助他们在三维空间中闻到味道。猫头鹰以这种方式使用它们的不对称耳朵来检测三维声音。
蛇和猫头鹰使用类似的神经回路来比较从身体每侧传递的信号强度,并确定气味或声音来自的方向。人类也会通过他们的听力来做到这一点,但不是那么有效。
这使得蛇可以追踪猎物或潜在配偶留下的痕迹。在20世纪30年代,在研究动物的伦理使用指南严格之前,德国生物学家Herman Kahmann实验性地去除了蛇舌的分叉部分,发现他们仍然可以对气味做出反应,但是他们已经失去了跟随它的能力。气味踪迹。这些结果在20世纪70年代得到了改进和确认。
嗅出性爱
在20世纪80年代,德克萨斯大学泰勒分校的蛇生物学家尼尔·福特观察了雄性袜带蛇在跟踪女性留下的信息素踪迹时如何使用舌头。他发现,如果雄蛇的舌尖都落在小径的宽度范围内,那么蛇就会继续向前滑行。然而,当一个尖端或另一个尖端落在小径的边缘之外时,蛇将头转离该尖端并朝向信息素路径返回,并且他的身体随之而来。
遵循这个简单的规则允许蛇执行准确和定向的跟踪行为。如果两个舌尖都触及了路径外的地面,那么男性就会停下来,来回摆动他的头,用舌头轻弹,直到他重新定位。
沃福德学院的蛇生态学家查克史密斯发现了一些证据表明,雄性铜斑蛇的舌头比女性更长,更深,这可能会提高他们寻找配偶的能力。虽然性别差异 - 一种性别与另一种性别明显不同 - 在蛇类中很少见,但其他物种中也可能存在舌头大小的差异。
气味追踪可能对追踪猎物的蛇非常有帮助,包括像毒蛇一样的静坐等掠食者,它们已经进化出臭但无毒的毒液成分,帮助它们重新定位它们被咬伤和毒害的猎物。
当追随气味踪迹时,蛇只需将舌尖向下触地即可获取躺在那里的化学信息。但蛇也可以使用不同类型的甩舌来对空气中的化学物质进行采样。
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蛇经常在空中挥动舌头而不会让它们与任何东西接触。舌头产生空气涡流,例如在船后面的水中形成的空气涡流。当它们形成时,这些涡流离开船。 Schwenk实验室的学生Bill Ryerson发现,蛇舌在空中产生的漩涡具有特殊的性质 - 它们不会漂移而是留在舌头附近,在舌头裙边可以重复采样空气速度最高的每个涡旋部分。
摆动的甩舌头是蛇独有的。它们允许蛇采样100倍于舌头向下伸展的空气。然后舌头通过口底将这些分子转移到雅各布森的器官。有证据表明,雄性铜头颅也能发现并跟踪雌性动物使用摆动的甩舌来检测空气传播的信息素,尽管它们如何利用这种分散的和瞬时的气味确定方向的细节仍然知之甚少。
本文最初发表在Andrew Durso的The Conversation上。阅读原文。