ทำไมงูจึงสะบัดลิ้นของพวกเขา? วิทยาศาสตร์เบื้องหลังการเคลื่อนไหวที่น่าขนลุก

หลายคนคิดว่าลิ้นที่คดเคี้ยวของงูน่าขนลุก บ่อยครั้งที่งูกระทบมันอย่างรวดเร็วจากนั้นจึงถอนออก ทฤษฎีที่อธิบายถึงลิ้นงูที่มีง่ามเป็นพัน ๆ ปี อริสโตเติลให้เหตุผลว่ามันให้งูด้วย“ ความสุขสองเท่าจากผู้ช่วยให้รอดความรู้สึกกระฉับกระเฉงของพวกเขาอยู่ในขณะที่มันเป็นสองเท่า"

นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลีจิโอวานนี่ฮอดเดียน่าคิดว่าลิ้นงูนั้นมีไว้สำหรับทำความสะอาดสิ่งสกปรกออกจากจมูกของพวกเขา นักเขียนในศตวรรษที่ 17 บางคนอ้างว่าได้ดูงูจับแมลงวันหรือสัตว์อื่น ๆ ระหว่างส้อมของลิ้นของพวกเขาใช้พวกเขาเช่นคีม มันเป็นเรื่องเล่าทั่วไปแม้แต่ในทุกวันนี้ที่งูสามารถต่อยคุณด้วยลิ้นของพวกเขา แต่ไม่มีสมมติฐานใดที่น่าจะเป็นไปได้

ดูเพิ่มเติม: กับดักงู“ ยักษ์” ตัวนี้ช่างยอดเยี่ยม แต่ก็มีอะไรมากกว่าที่คุณเห็น

สัตว์ส่วนใหญ่ที่มีลิ้นใช้พวกมันเพื่อชิมทำความสะอาดตัวเองหรือคนอื่น ๆ หรือจับหรือจัดการเหยื่อของพวกมัน มีคนไม่กี่คนรวมถึงมนุษย์ที่ใช้ทำเสียงด้วย งูไม่ได้ใช้ลิ้นของพวกเขาสำหรับสิ่งเหล่านี้ ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา Kurt Schwenk นักชีววิทยาวิวัฒนาการที่ University of Connecticut ได้ทำงานเกี่ยวกับการทำความเข้าใจการทำงานของลิ้นงูและ "การดมกลิ่น" เป็นคำอธิบายที่ใกล้เคียงที่สุดของงูที่ทำกับลิ้นของพวกเขา

ลิ้นนั่นกลิ่น

งูใช้ลิ้นของพวกเขาในการเก็บรวบรวมสารเคมีจากอากาศหรือพื้นดิน ลิ้นไม่มีตัวรับรสหรือกลิ่น แต่ผู้รับเหล่านี้อยู่ใน vomeronasal หรืออวัยวะของ Jacobson ซึ่งอยู่ในหลังคาของปาก เมื่ออยู่ในอวัยวะของ Jacobson สารเคมีต่าง ๆ จะทำให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าที่แตกต่างกันซึ่งถูกส่งไปยังสมอง

ครั้งหนึ่งเคยคิดว่าลิ้นส่งสารเคมีโดยตรงไปยังอวัยวะของ Jacobson เพราะทั้งอวัยวะและทางเดินที่นำไปสู่การจับคู่นั้นก็เหมือนกับปลายลิ้น แต่ภาพยนตร์ X-ray ได้เปิดเผยว่าลิ้นไม่เคลื่อนไหวภายในปากปิด เพียงแค่วางสารเคมีที่สะสมบนแผ่นบนพื้นปากขณะที่ปิดปาก

เป็นไปได้มากที่สุดที่แผ่นเหล่านี้จะส่งโมเลกุลตัวอย่างไปยังทางเข้าของอวัยวะของ Jacobson เมื่อพื้นของปากสูงขึ้นเพื่อสัมผัสกับหลังคาหลังจากสะบัดลิ้น กรณีนี้มีความเข้มแข็งเนื่องจากตุ๊กแก, skinks, และกิ้งก่าอื่น ๆ ขาดลิ้นที่แฉะลึก แต่ยังคงส่งสารเคมีไปยังอวัยวะ vomeronasal ของพวกเขา

การดมกลิ่นในแบบ 3 มิติ

เพราะมันเป็นง่ามลิ้นของงูจึงสามารถรวบรวมข้อมูลทางเคมีจากสถานที่ต่าง ๆ ได้ในคราวเดียวแม้ว่าจะอยู่ในที่ที่ใกล้เคียงกันตามมาตรฐานของมนุษย์ เมื่องูแพร่กระจายเคล็ดลับของลิ้นของพวกเขาออกจากกันระยะทางอาจกว้างเป็นสองเท่าของหัว สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากช่วยให้พวกเขาตรวจจับการไล่ระดับสีของสารเคมีในสิ่งแวดล้อมซึ่งทำให้พวกเขารู้สึกถึงทิศทาง - กล่าวอีกนัยหนึ่งว่างูใช้ลิ้นทางแยกเพื่อช่วยให้พวกเขาได้กลิ่นในสามมิติ นกฮูกใช้หูอสมมาตรในวิธีนี้เพื่อตรวจจับเสียงในสามมิติ

งูและนกฮูกใช้วงจรประสาทที่คล้ายกันเพื่อเปรียบเทียบความแรงของสัญญาณที่ส่งมาจากแต่ละด้านของร่างกายและกำหนดทิศทางของกลิ่นหรือเสียงที่มาจาก มนุษย์ทำสิ่งนี้ด้วยการได้ยินเช่นกัน แต่ไม่ได้ผล

เรื่องนี้ทำให้เป็นไปได้สำหรับงูที่จะติดตามเส้นทางซ้ายโดยเพื่อนเหยื่อหรือที่อาจเกิดขึ้นของพวกเขา ในปี 1930 ก่อนแนวทางการใช้จริยธรรมของสัตว์ในการวิจัยมีความเข้มงวดนักชีววิทยาชาวเยอรมัน Herman Kahmann ทำการทดลองเอาส่วนที่แยกออกมาจากลิ้นของงูและพบว่าพวกเขายังคงสามารถตอบสนองต่อกลิ่น แต่พวกเขาสูญเสียความสามารถในการติดตาม เส้นทางกลิ่น ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการขัดเกลาและยืนยันในช่วงปี 1970

การดมกลิ่นออกจากเซ็กส์

ในปี 1980 นักชีววิทยางู Neil Ford ที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสของไทเลอร์ดูว่างูตัวผู้ตัวผู้ใช้ลิ้นของพวกเขาอย่างไรเมื่อพวกเขาติดตามเส้นทางฟีโรโมนตามตัวเมีย เขาพบว่าหากปลายลิ้นงูเพศผู้ทั้งสองตกลงไปในความกว้างของเส้นทางงูก็ยังคงเลื้อยไปข้างหน้า อย่างไรก็ตามเมื่อหนึ่งเคล็ดลับหรืออื่น ๆ ที่ตกอยู่นอกขอบของเส้นทาง, งูหันหัวของเขาออกจากปลายนั้นและกลับสู่เส้นทางฟีโรโมนและร่างกายของเขาตาม

การทำตามกฎง่าย ๆ นี้ทำให้งูสามารถทำพฤติกรรมตามรอยได้อย่างแม่นยำและแม่นยำ หากปลายลิ้นทั้งสองแตะพื้นนอกทางเดินชายจะหยุดและเหวี่ยงหัวไปมาสะบัดลิ้นจนกว่าเขาจะย้ายเส้นทาง

นักนิเวศวิทยางู Chuck Smith ที่ Wofford College พบหลักฐานว่า Copperheads ตัวผู้มีลิ้นที่ยาวกว่าและลึกกว่าเพศเมียมากกว่าเพศหญิงซึ่งน่าจะช่วยเพิ่มความสามารถในการหาคู่ของมัน แม้ว่าพฟิสซึ่มทางเพศ - ที่หนึ่งเพศจะแตกต่างจากที่อื่นอย่างชัดเจน - เป็นงูหายาก แต่ความแตกต่างในขนาดลิ้นมีแนวโน้มที่จะมีอยู่ในสายพันธุ์อื่น ๆ เช่นกัน

การดมกลิ่นอาจเป็นประโยชน์ต่องูในการติดตามเหยื่อรวมถึงนักล่าที่ต้องรอคอยเช่นงูพิษซึ่งมีการพัฒนากลิ่นเหม็น แต่ไม่มีพิษส่วนประกอบเพื่อช่วยให้พวกเขาย้ายเหยื่อที่ถูกกัดและมีพิษ

เมื่อติดตามทางกลิ่นงูเพียงแตะปลายลิ้นลงไปที่พื้นเพื่อรับข้อมูลทางเคมีที่อยู่ที่นั่น แต่งูก็สามารถใช้ลิ้นปัดชนิดอื่นในการสุ่มตัวอย่างสารเคมีในอากาศ

ดูเพิ่มเติมที่: แผนที่เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าผู้คนนับล้านเสี่ยงต่อการถูกงูกัด

งูมักโบกลิ้นของพวกมันในอากาศโดยไม่ต้องสัมผัสอะไรเลย ลิ้นสร้างอากาศ vortices เช่นที่เกิดขึ้นในน้ำด้านหลังเรือ กระแสน้ำวนเหล่านี้ลอยห่างจากเรือในขณะที่ก่อตัวขึ้น Bill Ryerson นักเรียนในห้องทดลอง Schwenk พบว่า vortices ที่สร้างขึ้นในอากาศโดยลิ้นงูมีคุณสมบัติพิเศษ - พวกมันไม่ได้ลอยไปไหน แต่จะอยู่ในบริเวณใกล้เคียงของลิ้น ส่วนของแต่ละกระแสน้ำวนที่ความเร็วลมสูงที่สุด

การตวัดลิ้นแบบสั่นนั้นมีลักษณะเฉพาะสำหรับงู พวกมันอนุญาตให้งูสุ่มตัวอย่างอากาศได้ 100 ครั้งเท่ากับการขยายลิ้นที่เรียบง่าย จากนั้นลิ้นจะโอนโมเลกุลเหล่านี้ไปยังอวัยวะของ Jacobson ผ่านพื้นปาก หลักฐานแสดงให้เห็นว่า Copperheads เพศผู้ยังสามารถค้นหาและติดตามผู้หญิงโดยใช้การตวัดลิ้นเพื่อตรวจจับฟีโรโมนในอากาศแม้ว่ารายละเอียดของวิธีการกำหนดทิศทางโดยใช้กลิ่นที่แพร่กระจายและกลิ่นยังคงไม่ดี

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกใน The Conversation โดย Andrew Durso อ่านบทความต้นฉบับที่นี่