Schlangen: Biologie, Erscheinungsbild, Entwicklung und Bedeutung

Es wird angenommen, dass sich die Schlangen aus Echsen entwickelt haben. Die frühesten Schlangenfossilien stammen aus der Unterkreide. Eine breite Palette von Schlangen erschien während des Paläozäns (vor ca. 66 bis 56 Millionen Jahren).

Keine Klasse

Die Squamata sind definitiv eine monophyletische Gruppe: sie ist eine Schwestergruppe der Tuatara. Nach ihren Fossilienfunden zu urteilen, waren die Squamaten im Mesozoikum präsent, hatten aber in der Landökologie eine untergeordnete Bedeutung. Drei der sechs Linien sind zuerst im Oberjura nachgewiesen, die anderen in der Kreidezeit. Wahrscheinlich sind alle, mit Sicherheit die Eidechsen, früher im Jura entstanden. Die Mosasaurier der Oberkreide waren von allen Echsen bei weitem die erfolgreichsten und wurden zum wichtigsten Raubtier in ihrem Ökosystem.

Schlangen und Eidechsen sehen zwar sehr unterschiedlich aus, aber es gibt auch keine richtige Gruppe. Schlangen stammten von frühen Echsen ab, nicht nur einmal, sondern mehrere Male.

Es gibt eine monophyletische Gruppe innerhalb der Squamata. Es ist die Toxicofera. Sie umfasst alle Giftschlangen und Eidechsen sowie viele verwandte, nicht giftige Arten. Der Beweis dafür ist in neueren molekularen Analysen zu finden.

Fossile Schlangen

Es wurde das Fossil einer primitiven Schlange aus der Unterkreide gefunden. Sie lebte vor etwa 113 Millionen Jahren. Sie hatte ziemlich kleine Vorder- und Hinterbeine. Es wurden mehrere andere fossile Schlangen mit kleinen Hinterbeinen gefunden, aber dies ist die erste mit allen vier Beinen. Die Schlange, Tetrapodophis amplectus, lebte an Land und war an das Wühlen angepasst. Der Forscher sagte, es gäbe "viele sehr fortschrittliche Merkmale der Schlange, einschließlich ihrer hakenförmigen Zähne, ihres flexiblen Kiefers und Rückgrats - und sogar schlangenähnliche Schuppen. Und dann ist da noch der Darminhalt - sie hat ein weiteres Wirbeltier verschluckt. Es hat andere Tiere gejagt, was ein Schlangenmerkmal ist". Die Schlange stammte aus der Crato-Formation in Brasilien und befand sich viele Jahre lang in einer Privatsammlung. Sie wurde in einem Museum im bayerischen Solnhofen wiederentdeckt.

Die meisten Schlangen sind nicht bösartig. Diejenigen, die über Gift verfügen, verwenden es hauptsächlich zum Töten und Unterwerfen von Beute und nicht zur Selbstverteidigung. Einige haben Gift, das stark genug ist, um schmerzhafte Verletzungen oder den Tod von Menschen zu verursachen. Nicht-giftige Schlangen schlucken ihre Beute entweder lebendig oder töten sie durch Quetschen.

Zwei taxonomische Familien sind vollständig giftig:

• Elapiden - Kobras, einschließlich Königskobras, Kraits, Mambas, australische Kupferköpfe, Seeschlangen und Korallenschlangen.
• Viperiden - Vipern, Klapperschlangen, Kupferköpfe/Wattemäuler und Buschmeister.

Eine dritte Familie mit den "hinterhängenden" Schlangen (und den meisten anderen Schlangenarten) ist die

• Kolubriden - Baumschlangen, Baumschlangen, Rebenschlangen, Mangrovenschlangen, aber nicht alle Kolubriden sind giftig.

Viele Schlangen haben Schädel mit mehr Gelenken als ihre Eidechsenvorfahren. Dies hilft ihnen, Beute zu schlucken, die viel größer ist als ihr Kopf. Die Schädelknochen und Kiefer können sich auseinander bewegen, damit große Beutetiere in ihren Körper gelangen können. Auch der Rachen, der Magen und die Eingeweide können sich auf ganz außergewöhnliche Weise ausdehnen. In diesem Fall kann eine dünn aussehende Schlange ein größeres Tier schlucken und verdauen.

Um ihren schmalen Körpern gerecht zu werden, liegen die paarigen Organe der Schlangen (z.B. Nieren) voreinander statt nebeneinander, und die meisten Schlangen haben nur eine funktionierende Lunge. Einige Arten haben einen Beckengürtel mit einem Paar rudimentärer Krallen auf beiden Seiten der Kloake. Dies ist ein Relikt der Beine, das bei modernen Schlangen nicht mehr vorkommt.

Schlangen müssen sich regelmäßig häuten, während sie wachsen. Dies nennt man Häutung. Schlangen häuten sich, indem sie ihren Kopf gegen etwas Rauhes und Hartes reiben, wie ein Stück Holz oder einen Stein. Dadurch wird die Haut, die bereits gedehnt ist, aufgespalten. Die Schlange reibt ihre Haut so lange an verschiedenen rauen Gegenständen, bis sich die Haut von ihrem Kopf ablöst. Dadurch kann sie herauskriechen und die Haut von innen nach außen drehen.

Alle Schlangen sind Fleischfresser; sie fressen andere Tiere. Einige sind giftig; sie injizieren Gift entlang von Rillen in ihren Zähnen. Einige Schlangen sind Einschnürer. Einschnürer sind nicht giftig, deshalb quetschen sie ihre Beute zu Tode. Schlangen schlucken ihre Nahrung im Ganzen, und sie können nicht kauen. Da Schlangen kaltblütig sind, müssen sie nicht so regelmäßig essen wie Säugetiere. Menschen, die Schlangen als Haustiere besitzen, füttern sie so selten wie einmal im Monat. Manche Schlangen können bis zu sechs Monate lang ohne eine gute Mahlzeit auskommen.

Schlangen haben einen sehr flexiblen Unterkiefer, dessen beide Hälften nicht starr miteinander verbunden sind, und viele andere Gelenke in ihrem Schädel. Sie können ihr Maul weit genug öffnen, um ihre Beute im Ganzen zu verschlingen, auch wenn die Beute im Durchmesser größer ist als die Schlange selbst.

Keine Arme und Beine zu haben, hindert Schlangen nicht daran, sich zu bewegen. Sie haben mehrere verschiedene Arten der Bewegung entwickelt, um mit bestimmten Umgebungen umzugehen. Jede Art der Schlangenbewegung ist diskret und unterscheidet sich von den anderen.

Seitliche Wellenbildung

Seitliche Wellenbewegungen sind die einzige Möglichkeit einer Schlange, sich im Wasser zu bewegen, und die häufigste Art, sich überhaupt zu bewegen. In diesem Modus biegt sich der Körper der Schlange abwechselnd nach links und rechts, was zu einer Reihe von sich nach hinten bewegenden "Wellen" führt. Obwohl diese Bewegung schnell erscheint, hat man selten Schlangen gesehen, die sich schneller als zwei Körperlängen pro Sekunde bewegen, oft viel weniger. Bei diesem Bewegungsmodus werden pro bewegtem Meter genauso viele Kalorien verbrannt wie bei Echsen mit der gleichen Masse.

Terrestrisch

Die terrestrische laterale Wellenbewegung ist die häufigste Bewegungsform der meisten Schlangenarten. In diesem Modus stoßen die sich nach hinten bewegenden Wellen gegen Kontaktpunkte in der Umgebung, wie z.B. Felsen, Zweige, Unebenheiten im Boden usw. Jedes dieser Umweltobjekte wiederum erzeugt eine Reaktionskraft, die nach vorne und zur Mittellinie der Schlange hin gerichtet ist, was zu einem Vorwärtsschub führt, während sich die seitlichen Komponenten aufheben. Die Geschwindigkeit dieser Bewegung hängt von der Dichte der Schubpunkte in der Umgebung ab, wobei eine mittlere Dichte von etwa 8 entlang der Länge der Schlange ideal ist. Die Wellengeschwindigkeit entspricht genau der Geschwindigkeit der Schlange, so dass jeder Punkt auf dem Körper der Schlange dem Weg des vor ihm liegenden Punktes folgt, so dass sich die Schlangen durch sehr dichte Vegetation und kleine Öffnungen bewegen können.

Wassersport

Schlangen bewegen sich im Wasser vorwärts, indem sie ihren Körper in einer wellenartigen Bewegung bewegen. Die Wellen werden größer, wenn sie sich am Körper der Schlange entlang bewegen, und die Welle bewegt sich rückwärts schneller, als die Schlange sich vorwärts bewegt. Der Schub wird dadurch erzeugt, dass ihr Körper gegen das Wasser gedrückt wird: dies führt zu dem beobachteten Schlupf. Trotz der allgemeinen Ähnlichkeiten zeigen Studien, dass das Muster der Muskelaktivierung bei der lateralen Wellenbewegung im Wasser und an Land unterschiedlich ist, was es rechtfertigt, sie als getrennte Modi zu bezeichnen. Alle Schlangen können sich seitlich vorwärts wellenförmig bewegen (mit sich rückwärts bewegenden Wellen), aber es wurden nur Seeschlangen beobachtet, die die Bewegung umkehren (sich rückwärts mit sich vorwärts bewegenden Wellen bewegen).

Seitenaufwicklung

Diese wird am häufigsten von Kolubroidschlangen (Colubriden, Elapiden und Vipern) verwendet. Sie verwenden es, wenn die Umgebung nichts Festes hat, gegen das sie sich drücken können, wie z.B. ein glattes Watt oder eine Sanddüne. Sidewinding ist eine modifizierte Form der seitlichen Wellung, bei der alle in eine Richtung orientierten Körpersegmente in Kontakt mit dem Boden bleiben, während die anderen Segmente angehoben werden. Dies führt zu einer eigentümlichen "rollenden" Bewegung. Diese Art der Bewegung überwindet die rutschige Beschaffenheit von Sand oder Schlamm, indem sie mit nur statischen Teilen auf dem Körper abstößt, wodurch das Rutschen minimiert wird. Die statische Natur der Kontaktpunkte kann anhand der Spuren einer sich seitlich windenden Schlange gezeigt werden, die jeden Abdruck der Bauchschuppen ohne jegliche Verschmierung zeigen. Diese Art der Bewegung hat sehr geringe kalorische Kosten, weniger als ⅓ der Kosten für eine Eidechse oder eine normale Schlange, um sich über die gleiche Distanz zu bewegen.

Concertina

Wenn keine Druckpunkte vorhanden sind, der Raum aber zu eng für eine seitliche Bewegung ist, wie z.B. in Tunneln, sind Schlangen auf Ziehharmonikabewegung angewiesen. In diesem Modus stützt sich die Schlange mit dem hinteren Teil ihres Körpers gegen die Tunnelwand ab, während sich die Vorderseite der Schlange ausdehnt und streckt. Der vordere Teil biegt sich dann und bildet einen Ankerpunkt, während der hintere Teil sich aufrichtet und nach vorne gezogen wird. Diese Art der Bewegung ist langsam und sehr anstrengend und benötigt bis zum Siebenfachen der Energie einer seitlichen Wellung über die gleiche Distanz. Diese hohen Kosten sind auf die wiederholten Stopps und Starts von Körperteilen sowie auf die Notwendigkeit zurückzuführen, die Muskeln zum Abstützen gegen die Tunnelwände einzusetzen.

Geradlinig

Die langsamste Bewegungsart der Schlange ist die geradlinige Bewegung, die auch die einzige ist, bei der die Schlange ihren Körper nicht seitlich biegen muss, obwohl sie dies beim Drehen tun kann. In diesem Modus werden die Bauchschuppen angehoben und nach vorne gezogen, bevor sie abgelegt und der Körper über sie gezogen wird. Die Wellen der Bewegung und Stase verlaufen nach hinten, was zu einer Reihe von Wellen in der Haut führt. Die Rippen der Schlange bewegen sich in diesem Bewegungsmodus nicht, und diese Methode wird am häufigsten von großen Pythons, Boas und Vipern angewandt, wenn sie sich an ihre Beute auf offenem Boden heranpirschen, da die Bewegungen der Schlange subtil sind und von der Beute auf diese Weise schwerer zu erkennen sind.

Andere

Die Bewegung von Schlangen in Bäumen ist erst vor kurzem untersucht worden. Während sie sich auf Baumzweigen aufhalten, bewegen sich Schlangen je nach Art und Rindenbeschaffenheit auf verschiedene Weise. Im Allgemeinen verwenden Schlangen eine modifizierte Form der Ziehharmonika, die sich auf glatten Ästen bewegt, sich aber seitlich wellenförmig bewegt, wenn Kontaktpunkte vorhanden sind. Schlangen bewegen sich auf kleinen Ästen und bei Vorhandensein von Kontaktpunkten schneller, im Gegensatz zu geäscherten Tieren, die sich besser auf großen Ästen mit wenig "Durcheinander" bewegen.

Die Gleitschlangen (Chrysopelea) Südostasiens starten von den Zweigspitzen, spreizen ihre Rippen und winden sich seitlich, während sie zwischen den Bäumen hindurch gleiten. Diese Schlangen können je nach Starthöhe einen kontrollierten Gleitflug über Hunderte von Metern ausführen und sich sogar in der Luft drehen.