1. Введение
Однажды я была в экзотариуме Белгородского зоопарка. Меня очень заинтересовали представленные там змеи. Одна из змей подползла к вентиляционной решётке своего террариума, и я поднесла к ней палец. Змея коснулась моего пальца своим языком. Я испугалась и подбежала к родителям, чтобы уточнить, ядовитая ли она. Родители успокоили меня, сказали, что змея не ядовитая, и попросили меня больше не трогать ничего руками. После этого случая мне стало интересно, как змеи кусают и как их яд попадает в тело жертвы.
Цель исследования: узнать, откуда у змей берётся яд, и как они кусают своих жертв.
Задачи исследования: узнать из различных источников общую информацию о ядовитых змеях, механизме укуса, смоделировать этот процесс.
Методы исследования:
Изучение информации о змеях из различных источников (книги, интернет);
Проведение эксперимента.
Гипотеза: я предположила, что яд у змей содержится во рту, на языке, и даже обычное прикосновение к нему может навредить.
2. Изучение информации
Змеиный яд, его функция
Посмотрев в сети интернет лекцию герпетолога Леонида Александровича Неймарка, я выяснила следующее. Чаще всего яд у ядовитых существ находится либо на коже, либо во рту. Змеи относятся ко второму случаю. Змеиный яд – это сложная смесь различных веществ. Он вырабатывается ядовитыми железами, расположенными у змей позади глаз.
Предположительно яд появился у группы рептилий около 170 миллионов лет назад. Изначально, яд у змей служил для облегчения переваривания пищи. По сути, это аналог человеческой слюны, который в ходе эволюции приобрёл дополнительные функции. Так как змеи не способны жевать, они заглатывают добычу целиком. Такую добычу тяжело переварить. В добавок ко всему, из-за находящихся в добыче бактерий, в ней могут развиться гнилостные процессы. Яд помогает начать пищеварительный процесс «изнутри» добычи, до того, как начнут работать пищеварительные ферменты желудка, и таким образом, «обогнать» бактерии.
Строение ядовитых желез и зубов змеи
На следующем рисунке показаны различия в строении ядовитых желез и клыков у различных семейств ядовитых змей:
Ядовитая железа;
Проток железы;
Ядовитые зубы (клыки);
Дренажная полость ядовитого зуба;
Бороздка или отверстие для стока яда;
Канал ядовитого зуба.
У ужеобразных змей ядовитые зубы расположены на заднем крае верхней челюсти, поэтому их принято называть заднебороздчатыми. У остальных ядовитых змей ядовитые зубы расположены на переднем крае верхней челюсти, их относят к переднебороздчатым змеям.
Механизм укуса
Для укуса змея делает бросок в сторону жертвы, открывает пасть. В момент укуса яд выделяется из желёз и через полости в клыках попадает в организм жертвы.
При укусе змея не всегда пускает в действие яд. Змеи контролируют выпуск яда: у них есть специальная мышца, которая сжимает ядовитую железу. И так как процесс его изготовления является для нее очень энергозатратным, то при встрече с человеком она не всегда будет его расходовать для самообороны. Для защиты, она может сделать несколько укусов без применения яда.
Для того, чтобы лучше разобраться в действие яда змеи на живой организм, я изучала различную информацию в сети интернет.
Я узнала, что змеиный яд состоит из различных ферментов, разрушающих различные виды тканей жертвы, а также токсичных аминокислот, белков и углеводов.
При попадании в организм происходят различные воспалительные процессы, аллергические реакции, нарушения работы систем организма живого существа.
В зависимости от силы яда, последствия так же могут быть различными: от боли в месте укуса, до очень серьёзных последствий для здоровья и жизни.
Змеи Белгородской области
В Белгородской области водятся два вида ядовитых змей: степная гадюка, и гадюка Никольского. Это достаточно миролюбивые змеи, они никогда не будут нападать на человека первыми, попытаются скрыться от человека, даже не попавшись ему на глаза, поэтому получить их укус достаточно сложно. При походе в лес лучше выбирать закрытую обувь и плотные штаны (прокусить их гадюка не сможет).
Укус гадюки болезнен, но редко смертельно опасен. В зоне риска дети весом до 10 килограммов и люди-аллергики.
Действия при укусе гадюки
В случае укуса гадюки нужно сделать следующее:
Выпить таблетку от аллергии;
Как можно меньше двигаться, чтобы не учащать сердцебиение, для замедления распространения яда по организму;
Пить как можно больше воды, чтобы снизить нагрузку от действия яда на почки и обеспечить более быстрый вывод яда из организма;
По возможности нужно отсосать яд из раны. Это безопасно. Яд разрушается слюной и желудочным соком, а в результате этого действия можно удалить до 30% яда.
Категорически нельзя: резать рану, накладывать жгут.
Так же я узнала, что змеи «помогли» в создании внутривенных инъекций. В первой половине 17-го века английский физик Уильям Гарвей пришёл к выводу, что укус ядовитой змеи особенно опасен тем, что яд из места укуса распространяется по всему телу по венам. Врачи же, используя эту догадку, пришли к выводу, что таким способом можно вводить в тело человека лекарство, которое будет распространяться по всему организму.
3. Практическая часть
Цель эксперимента: посмотреть, как яд распространяется по организму жертвы.
Проводить эксперимент с укусом настоящей ядовитой змеи опасно и практически невозможно. В связи с этим пришлось искать какие-то другие варианты проведения эксперимента. В сети интернет я узнала, что иглы, используемые в шприцах и зубы ядовитой змеи очень похожи по строению и принципу действия.
В связи с этим, в эксперименте зуб змеи был заменён на шприц с иглой. В качестве «жертвы» было принято решение использовать полиэтиленовую перчатку. В качестве «яда» использовался жидкий красный пищевой краситель.
Смоделировать тело жертвы, например млекопитающего, так же очень сложно, поэтому решили разделить эксперимент на две части: в первом наблюдать за распространением яда в крови, в другом – в мышцах. В первом случае использовалась полиэтиленовая перчатка, наполненная водой, во втором случае перчатка, заполненная желе.
Эксперимент проводили следующим образом: делали прокол иглой, и вводили «яд». Далее наблюдали, как быстро яд распространится по телу «жертвы».
Ниже приведены фотографии перчатки сразу после введения красителя (слева) и через 1 минуту после введения (справа).
На фото видно, что краситель быстро распространяется и смешивается с водой. Так же, как и яд быстро распространяется по организму и вызывает реакцию.
Далее делаем укол в перчатку с желатином, имитирующую мышцы. Ниже приведены фотографии сразу после введения «яда» (слева) и через минуту после введения (справа).
На фотографиях видно, что краситель распространяется медленнее, из-за того, что желе гуще, чем вода.
В результате эксперимента я выяснила, что яд, попавший в разные части организма, может распространяться по-разному. Даже в недвижимой воде, краситель распространяется очень быстро. Родители мне объяснили, что если яд попадет в настоящее тело млекопитающего, то он будет распространяться еще быстрее за счет движения крови по сосудам.
При изучении темы я встречала информацию, о том, что нельзя накладывать жгут при укусе, а следует отсосать часть яда из раны. Если «закрыть» яд в точке укуса, то есть большой риск, что яд слишком сильно разрушит ткани в этом месте. При распространении малой части яда по всему организму – нагрузка распределяется более равномерно и последствия будут неприятны, но менее губительны для отдельных частей тела. Отсасывание и сплевывание яда — это более безопасный метод первой помощи при укусе. Обеззараживающие свойства слюны достаточно хорошо нас защищают, чтобы справиться с вредоносными бактериями, даже если у человека есть ранки во рту. А сам змеиный яд разрушается как слюной, так и желудочным соком, поэтому даже при случайном проглатывании не нанесет вреда.
4. Выводы
Моя гипотеза оказалась ошибочной. Изучив теоретическую информацию, я узнала, что яд у змей не содержится ни на языке, ни во рту, а находится в специальных железах. Яд вводится в тело жертвы через каналы в зубах, похожих по строению на медицинские иглы. Получается, что прикосновение языка змеи не может навредить человеку. Это сильно отличается от моего представления об этих процессах до проведения научно-исследовательской работы.
В практической части работы я смогла наглядно увидеть, как яд распространяется в теле жертвы.
5. Список источников
Интернет лекцию герпетолога Леонида Александровича Неймарка «Когда рептилии стали ядовитыми?» (https://www.youtube.com/watch?v=IB8e3FpVRBs);
Сайт Википедия: Змеиный яд (https://ru.wikipedia.org/wiki/Змеиный_яд);
Сайт ГБУЗ РК Бахчисарайская ЦРБ (https://бахцрб.рф/змеиные-укусы/);
Рабинович С.А., Васильев Ю.Л., Сохов С.Т. «Эволюция медицинского шприца: от волынки до цифровых технологий», изд. Поли Медиа (Москва), 2013 г.
Орлов Б.Н., Гелашвили Д.Б., Ибрагимов А.К. «Ядовитые животные и растения СССР» - Москва: Высшая школа, 1990.