Обоняние в стерео: настоящая причина раздвоенных языков у змей

Около 180 миллионов лет назад, когда динозавры бродили по лесам, примитивные ящерицы искали убежище под землей. В темноте их зрение ослабло, но взамен развилось особенно острое обоняние. Именно в этот период у этих прото-змей развилась одна из их самых характерных черт — длинный, раздвоенный, выбрасывающийся язык.

Загадка для всех веков

Раздвоенный язык змей веками очаровывал натуралистов. Были теории, что он дает «двойное удовольствие» от вкуса (Аристотель), вычищает грязь из ноздрей или даже является ядовитым жалом (что отразил Шекспир). К концу XIX века преобладала научная точка зрения Жана-Батиста Ламарка, что язык функционирует как орган осязания.

Обоняние с помощью языка

Подсказки к истинному значению появились в начале 1900-х годов, когда ученые обратили внимание на два луковицеобразных органа над нёбом змеи — якобсонов, или вомероназальные, органы. Было обнаружено, что змеи используют язык для сбора и транспортировки молекул к своим вомероназальным органам — не чтобы попробовать их на вкус, а чтобы понюхать.

В 1994 году с помощью фото- и видеодоказательств было показано, что когда змеи собирают химические вещества с земли, они раздвигают кончики языка далеко в стороны в момент касания. Каждый кончик доставляет молекулы в свой собственный вомероназальный орган отдельно, позволяя мозгу змеи мгновенно оценить, с какой стороны запах сильнее. Это дает змее направленное или «стерео» обоняние с каждым взмахом языка, что крайне полезно при следовании по запаховому следу.

Вихри запаха

В отличие от ящериц, собирая молекулы запаха из воздуха, змеи осциллируют раздвоенным языком вверх-вниз в быстром движении. Эксперименты с лазерным освещением частиц в воздухе показали, что мелькающий язык змеи генерирует две пары небольших завихрений воздуха (вихрей), которые действуют как крошечные вентиляторы, втягивая запахи с каждой стороны и направляя их прямо на кончики языка.

Поскольку молекул запаха в воздухе мало, такая уникальная форма взмахов языка, вероятно, служит для концентрации молекул и ускорения их сбора на кончиках. Предварительные данные также показывают, что воздушные потоки с каждой стороны остаются достаточно раздельными, чтобы змеи могли пользоваться тем же «стерео» обонянием, что и от запахов на земле.