Come si muovono i serpenti?

Punti chiave

• I serpenti si contraggono e rilasciano i muscoli del corpo su e giù per la lunghezza del loro lungo corpo. Quello che succede è che crea una forza in più punti contemporaneamente che attiva i muscoli dorsali.
• I serpenti usano anche l’atto di tendere i muscoli in quel modo costa energia significativamente più alta rispetto ad altri metodi di movimento.
• Gli zoologi hanno da tempo identificato quattro tipi di movimento che i serpenti usano per navigare nei loro ambienti.

Gli arti forti e il notevole metabolismo dei ghepardi consentono loro di raggiungere velocità terrestri di 80 miglia all’ora, mentre il rondone comune ha sviluppato un corpo e ali che gli consentono di rimanere in aria per 10 mesi alla volta.

Al contrario, lo strisciare del serpente può sembrare un po’ deludente.

Questi rettili hanno perso le zampe a causa della selezione naturale e sono cresciuti fino a coprire tutti i continenti diversi dall’Antartide senza sentire alcun apparente bisogno di tornare indietro.

Ma le oltre 3.000 specie distinte di serpenti sul pianeta sono molto diverse. In molti casi, possiamo vedere come i serpenti potrebbero aver sviluppato caratteristiche uniche per aiutare a migliorare lo svantaggio della mobilità limitata rispetto alle agili – e tipicamente mammiferi – prede come ratti e conigli.

Il veleno e il camuffamento sono particolarmente comuni, ma qui c’è più raffinatezza evolutiva all’opera di quanto il profano potrebbe sapere.

Tuttavia, come tutti gli altri rettili, il movimento rimane una parte importante della capacità di sopravvivenza dei serpenti. Quindi come si muovono i serpenti? Gli zoologi hanno da tempo identificato quattro tipi di movimento che i serpenti usano per navigare nei loro ambienti, ma stiamo continuando a saperne di più sul modo in cui si muovono i serpenti.

Stiamo anche scoprendo che spesso c’è molta più sfumatura e distinzione tra lo stile di movimento delle specie di serpenti che potrebbero sembrare identiche a noi.

Inoltre, i serpenti sono noti per i loro movimenti a forma di S. Tuttavia, hanno un’abilità meno conosciuta: la capacità di strisciare in linea retta. I biologi ritengono che la ragione di ciò sia aiutarli a fuggire da spazi ristretti. Molti serpenti dal corpo pesante come vipere, boa e pitoni si affidano a questa capacità piuttosto utile.

I ricercatori spesso propongono strutture nuove e più sfumate per spiegare la locomozione dei serpenti. Molte di esse sono opzioni sensate, ma i quattro metodi riconosciuti continuano ad essere il quadro meglio generalizzato che abbiamo. Ecco cosa sappiamo su come si muovono i serpenti senza gambe.

1. Ondulazione laterale

Come si muovono frequentemente i serpenti? Qual è uno dei loro metodi preferiti per strisciare da un punto all’altro?

Se hai mai visto un serpente in natura, è probabile che abbia utilizzato l’ondulazione laterale. È la forma di movimento più comune per i serpenti, soprattutto perché continua ad essere un metodo di movimento molto efficace. Il mamba nero africano è riconosciuto come uno dei serpenti più grandi del mondo e può raggiungere velocità massime di 12 miglia all’ora con il suo tradizionale strisciare.

Quello che sembra essere un movimento serpentino senza soluzione di continuità e uniforme sulla superficie del terreno è il risultato del serpente che si contrae e rilascia i muscoli su e giù per la lunghezza del suo corpo. Creando forza in più punti contemporaneamente e attivando in sequenza i potenti muscoli dorsali lungo la lunghezza del loro lungo corpo, possono effettivamente ondulare il loro corpo in avanti in segmenti.

Questi muscoli creano slancio, ma la testa e il collo dirigono il corpo del serpente.

Anche l’ondulazione laterale si è propagata così ampiamente perché è un modo così flessibile di muoversi senza gambe. La trazione delle loro scaglie ha trasformato molte specie di serpenti, incluso il serpente verde degli alberi, in prodigiosi arrampicatori.

I serpenti marini ondeggiano lateralmente per cacciare i pesci nell’acqua e hanno persino sviluppato pinne che assomigliano a remi per aiutarli a superare distanze maggiori in acqua in modo più efficace. Nonostante ciò, sono state necessarie alcune modifiche molto specifiche affinché i serpenti fossero in grado di muoversi in questo modo.

Dal rapporto straordinariamente flessibile tra la loro spina dorsale e la loro pelle alle loro squame progettate per aderire alle superfici come i battistrada di un pneumatico, il caratteristico strisciare del serpente richiede una convergenza di tratti altamente specializzati che si sviluppano in un lungo periodo. Ma la cosa più impressionante potrebbe essere la loro abilità motoria fine, che deve essere in grado di adattarsi rapidamente ai cambiamenti di attrito e controllare l’oscillazione dei vari segmenti del loro corpo strisciante attorno agli ostacoli.

L’ondulazione laterale è lo standard per la maggior parte dei serpenti, ma sembra essere anche una delle più complesse. I ricercatori hanno notato differenze nette nei modelli e nel comportamento dei serpenti ondulatori, con differenze particolarmente notevoli tra i serpenti che ondeggiano sulla terra e nell’acqua.

Man mano che la ricerca si sviluppa, è probabile che l’ondulazione laterale alla fine venga classificata in una gamma più ampia di stili di movimento.

2. Locomozione a fisarmonica

Il metodo di movimento noto come concertina sembra uno degli approcci più diretti per il movimento. Tuttavia, c’è una ragione per cui vediamo molti meno serpenti fare affidamento su di esso rispetto all’ondulazione laterale. Per utilizzare questo secondo metodo, i serpenti inarcano i loro lunghi corpi verso l’alto tendendo i muscoli, quindi usano la lunghezza extra per spingere in avanti le metà anteriori del loro corpo e tirare indietro la metà posteriore.

È una forma di movimento semplice che consente ai serpenti di muoversi in linea retta piuttosto che richiedere loro di ondeggiare, ma l’atto di tendere i muscoli in questo modo comporta un dispendio energetico significativamente più elevato rispetto ad altri metodi di movimento. Il fatto che non sia l’ideale per la velocità è anche un altro svantaggio.

Uno studio del 2018 incentrato sui fossili di teschi di rettili e serpenti offre sia una premessa plausibile per la lunga domanda senza risposta su come i serpenti si siano evoluti dai rettili sia un indizio sul perché i serpenti avrebbero sviluppato una forma così particolare di mobilità. Il nuovo antenato del serpente sembra essere un tipo di rettile scavatore, e la selezione naturale alla fine ha ridotto le dimensioni delle loro gambe a zero.

Questo esclusivo approccio di flessione avrebbe senso per offrire lo slancio in avanti necessario per scavare attraverso terra e terra compatta. Mentre i serpenti che usano il movimento a fisarmonica possono essere considerati più primitivi di altre specie, la verità è che questo stile di movimento è semplicemente meglio specializzato verso specie particolari in ambienti particolari.

La maggior parte dei serpenti che viaggiano in questo modo provengono da specie di grandi dimensioni come pitoni e boa, ma c’è anche una preferenza per lo stile di movimento tra le specie arboree. Il movimento a ponte dei movimenti a fisarmonica rende molto più facile attraversare la distanza tra rami o rami quando si attraversano altezze arboree.

3. Avvolgimento laterale

I serpenti a sonagli Sidewinder sono i serpenti più famosi per il loro stile di movimento laterale, ma non sono gli unici serpenti a esibire questo comportamento. Sebbene funzionalmente simile al modo in cui funziona l’ondulazione laterale, i serpenti laterali lasceranno che solo una parte del loro corpo tocchi la superficie del terreno e la useranno come punto focale per regolare il resto del corpo.

Questo è più complicato di quanto sembri, poiché un serpente che gira lateralmente solleva il suo corpo da terra. Può sembrare un metodo di viaggio caotico e inefficace, ma un serpente a sonagli sidewinder può raggiungere velocità fino a 18 miglia all’ora nei loro habitat in tutto il Messico e nel sud-ovest americano.

Il sidewinding sembra avere un uso molto limitato in tutta la più ampia comunità di serpenti, ma è solo perché si è sviluppato per le condizioni di habitat molto specifici.

Nel caso del serpente a sonagli e della vipera cornuta sahariana, la sfida da vincere è la sabbia sciolta e calda del deserto infuocato. Ridurre al minimo il contatto diretto con la sabbia e spostare regolarmente i punti di contatto rende più facile per un serpente evitare che la sabbia si sposti sotto di loro.

L’omalopsina è l’eccezione. Trovato in tutta l’Indonesia e l’Australia, questi serpenti usano il metodo di locomozione laterale per navigare nei loro ecosistemi fangosi. I sidewinder del deserto possono coprire grandi distanze in modo efficiente senza gambe, ma sono particolarmente abili nell’arrampicata. Mettendo il loro peso il più vicino possibile alle dune che stanno scalando, possono salire praticamente sulla superficie sabbiosa più ripida.

4. Locomozione rettilinea

Come si muovono i serpenti quando devono fare meno rumore possibile?

La locomozione rettilinea è simile al movimento a fisarmonica in quanto consente ai serpenti di camminare in linea retta e tende ad essere una forma di navigazione preferita per i serpenti più grandi, ma i serpenti fanno uso di forti muscoli lungo l’addome piuttosto che sollevarsi in alte spire.

Sebbene ciò renda la locomozione rettilinea un metodo scadente per arrampicarsi sugli alberi, si ritiene che sia radicata nello stesso metodo di scavare che definiva la locomozione dei primi discendenti dei serpenti. Sollevando il corpo e spingendosi in avanti con movimenti più lenti e meno drammatici, i serpenti più grandi possono muoversi con una clip costante riducendo al minimo il loro dispendio energetico.

Il movimento rettilineo è spesso una scelta preferita nelle specie di serpenti più grandi. Questo perché mentre il movimento rettilineo è una delle forme più lente di locomozione, conferisce ai serpenti la capacità di muoversi quasi silenziosamente. Questo è un netto vantaggio per i cacciatori di imboscate come i boa constrictor. Ma per la maggior parte dei serpenti, il movimento rettilineo esiste in genere come un unico strumento nel loro più ampio kit di strumenti di movimento.

I serpenti arboricoli combinano il movimento rettilineo con la locomozione a fisarmonica durante la navigazione attraverso gli alberi, e ci sono alcune prove che la maggior parte delle specie di serpenti lo impiegherà anche quando navigano principalmente usando l’ondulazione laterale.

Il movimento rettilineo è anche una scelta preferita quando un serpente ha bisogno di infilarsi in spazi ristretti o navigare in tunnel. Si è dimostrato un metodo così efficace su terreni difficili come fango e rocce che gli ingegneri hanno iniziato a perseguire il movimento rettilineo come alternativa ai robot su ruote.

Soprattutto in ambienti difficili, questi tipi di robot mostrano molte promesse non solo per la navigazione ambientale, ma anche per la loro affidabilità e tassi relativamente bassi di guasti meccanici.

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