leżący w kamuflażu pośród pustyń i łąk Południowej Kalifornii grzechotnik zachodni jest jednym z najbardziej cierpliwych drapieżników na świecie.

węże te żyją w dużej mierze samotnie, ukryte w ukryciu, czekając na zasadzkę na następny posiłek. To może być długi czas oczekiwania. Jeśli to konieczne, mogą wytrzymać dwa lata bez karmienia, ale gdy nadarzy się okazja, są jednymi z najgroźniejszych i najbardziej wydajnych mięsożerców na świecie. I jak wszystkie węże, ich pierwszą bronią nie jest rozmiar ani siła, ale czysta prędkość.

według badań opublikowanych w marcu 2016 r. Przeciętny atak węża trwa od 44 do 70 milisekund. Aby to ująć w perspektywie, potrzeba ludzi około 200ms, aby mrugnąć okiem. W tym samym czasie najbardziej bezwzględny wąż mógł teoretycznie przeprowadzić cztery uderzenia.

jest prawie niewyobrażalnie szybki, a to oznacza, że węże są o wiele lepsze w uderzaniu swojej ofiary niż my w poruszaniu jakąkolwiek częścią naszego ciała. W rzeczywistości, gdybyśmy poruszali się przy przyspieszeniach, które robią węże, stracilibyśmy przytomność.

„zasadniczo ofiara nie ma szans w większości spotkań”, mówi David Penning z University of Louisiana w Lafayette. Spędził miesiące obserwując grzechotniki, a także różne jadowite i nieszkodliwe węże, używając szybkiej kamery. „Mówimy o zwierzętach, które mogą uderzyć i dotrzeć do celu, zanim ofiara jest w ogóle świadoma, że jest atakowana.”

to nie tylko grzechotniki potrafią tak szybko się poruszać. Spośród szacowanych 3500 gatunków węży na planecie, od najmniejszych żmij po największe pytony, bardzo niewiele zostało zbadanych. Ale spośród dotychczas przebadanych, wiele z nich jest zdolnych do generowania tych zdumiewających przyspieszeń.

wynika to z unikalnej fizjologii węży, która została udoskonalona przez miliony lat.

Po pierwsze mają dużo mięśni. Ludzkie ciało zawiera między 700 a 800 mięśni. Węże, nawet te tak małe, że mogą siedzieć na monecie, mają od 10 000 do 15 000 mięśni.

nie wiemy jeszcze, jak węże wykorzystują te mięśnie, aby poruszać się tak gwałtownie. Niektórzy uważają, że wszystkie one łączą się ze sobą, budując energię na uderzenie, zanim skoczą jednym elastycznym ruchem, jak gumka.

ale jeden szczególny aspekt ataków węży jest jeszcze bardziej zaskakujący. Ponieważ atakują w tak krótkim czasie, węże muszą wytrzymać Nadzwyczajne siły na ich ciele: siły, które całkowicie obezwładniałyby praktycznie każde inne zwierzę.

Penning odkrył, że węże doświadczają siły do 30G – 30 razy większej od siły grawitacji – podczas przyspieszania w kierunku swojej ofiary.

w przeciwieństwie do tego, nawet najlepiej wyszkoleni piloci myśliwców tracą kontrolę nad kończynami przy 8G, podczas wykonywania ekstremalnych manewrów przez krótki czas. Więcej niż 10G i szybko tracą przytomność.

„wiemy, że kameleony i niektóre salamandry strzelają językami w kierunku ofiary podczas ataku i mogą uderzać w przyspieszenia, które są wiele, wiele razy większe niż uderzenia węży”, mówi Penning. „Ale kluczową różnicą jest to, że język podróżuje, a nie mózg.”

mózgi po prostu nie wytrzymują potężnego przyspieszenia. „Mózg jest niezwykle delikatnym organem, który jest bardzo wrażliwy na przyspieszenia i uderzenia”, mówi Penning. „Dlatego futboliści Amerykańscy mają kaski, a kontuzje to poważna sprawa.”

Kiedy pilot myśliwca doświadcza silnych przyspieszeń, krew jest popychana do jego stóp, pozbawiając mózg niezbędnego tlenu. Jeśli dzieje się to zbyt szybko, krew nie może wrócić do mózgu wystarczająco szybko i tracą przytomność.

jednak wężom udaje się to obejść i zachować pełną kontrolę, poruszając się przy znacznie większych przyspieszeniach i uderzając swoją ofiarę z ogromną siłą. Część wyjaśnienia może leżeć w strukturze ich czaszek.

„czaszka węża jest niesamowicie kinetyczna i mobilna”, mówi Penning. „Istnieje tak wiele różnych stawów, które umożliwiają rozciąganie i mobilność. Może być tak, że jeśli jedna część wyląduje pierwsza, może wchłonąć trochę wstrząsu, zanim zostanie przeniesiona na inną część, więc wąż może znacznie łatwiej wchłonąć uderzenie i nie zakleszczy ich.”

Penning porównuje to do ” bicia worka, a nie ceglanej ściany.”Jak to ujął,” ściana nie porusza się tak bardzo, aby wchłonąć uderzenie, podczas gdy torba porusza się, aby wyprzeć część tego uczucia.”

naukowcy próbują teraz zrozumieć, jak układ szkieletowy i nerwowy węża zachowują się w tak ekstremalnych warunkach. Celem jest wykorzystanie tej wiedzy, aby uczynić nas bezpieczniejszymi w scenariuszach, w których nasze ciała mogą być narażone na duże siły.

pomysł ataków węży inspirujących nas do projektowania bezpieczniejszych pojazdów, które lepiej chronią nas przed skutkami awarii, może wydawać się dość absurdalny. Ale rzeczywistość jest bliżej niż można się spodziewać.

„obecnie staramy się dokładnie ustalić, co dzieje się przy uderzeniu, gdy wąż uderzy w cel”, mówi Penning. „Węże są w stanie wystrzelić głowy, zatrzymać się, natychmiast wycofać się do pozycji obronnej, a następnie powtórzyć to jeszcze raz i jeszcze raz. Pytanie brzmi: co takiego w nich jest, co pozwala na stosunkowo łatwe podtrzymywanie tego wpływu i czy możemy to wykorzystać dla własnej korzyści w przyszłości?”