Monstruos y dragones: Lagartos venenosos

Cuando pensamos en animales venenosos la mayoría de gente piensa en los mismos animales. Arañas, escorpiones y serpientes son los primeros que nos vienen a la cabeza, aunque también hay anfibios, peces y mamíferos venenosos. Aunque las serpientes son los reptiles venenosos más conocidos, con el paso del tiempo se ha visto que no son el único grupo que presenta glándulas venenosas y que muchos otros reptiles también pueden inyectar veneno. En esta entrada daremos a conocer los saurios venenosos menos conocidos e intentaremos explicar su relación con las serpientes.

EVOLUCIÓN DEL VENENO EN REPTILES

Todo el mundo está familiarizado con las capacidades tóxicas de las serpientes. Tradicionalmente se ha creído que el veneno evolucionó independientemente en los diferentes grupos de serpientes venenosas (colúbridos, elápidos y vipéridos) y en una familia de lagartos (los helodermátidos). Aun así, esta visión ha ido cambiando con el tiempo y con el descubrimiento de otras especies de escamosos venenosos.

El veneno de muchos animales es útil tanto para el desarrollo de antídotos, como para la investigación de analgésicos y otros medicamentos. Foto de la extracción de veneno de una víbora gariba (Echis carinatus), de Kalyan Varma (Imagen bajo licencia GNU).

Actualmente se ha comprobado que hay muchas especies de saurios que presentan glándulas y órganos capaces de inyectar veneno, además de muchos otros con material genético relacionado con la producción de veneno (aunque no sean venenosos). Esto ocurre, por ejemplo, en muchas serpientes y lagartos aparentemente no venenosos que retienen material genético asociado a la síntesis de veneno, cosa que ha hecho que muchos científicos agrupen a estos reptiles en un clado común llamado Toxicofera, “portadores de toxinas”.

Este nuevo clado agrupa a diferentes grupos de escamosos que se cree tuvieron un antepasado común venenoso. Estos grupos son:

• Ophidia: Ofidios, las serpientes.

Serpiente lobo de la India (Lycodon aulicus), ejemplo de ofidio. Foto de Shantanu Kuveskar.

• Iguania: Iguanas, agamas y camaleones.

Basilisco marrón (Basiliscus vittatus), ejemplo de iguanio. Foto de Steve Harbula.

• Anguimorpha: Varanos, luciones y otros.

Varano sordo de Borneo (Lanthanotus borneensis), ejemplo de anguimorfo. Foto de Kulbelbolka.

Aunque la mayoría de iguanios y anguimorfos actuales no presentan veneno, la teoría de los Toxicofera propone que muchas especies habrían perdido la capacidad de inyectar veneno secundariamente.

A continuación, os presentamos algunos de los saurios venenosos menos conocidos.

MONSTRUOS DEL NUEVO MUNDO

Los escamosos venenosos más conocidos son los anguimorfos de la familia Helodermatidae. Desde su descubrimiento se supo que estos lagartos eran venenosos, ya que presentan un par de glándulas productoras de venenos en la mandíbula inferior y varios pares de dientes con surcos parecidos a los de las serpientes venenosas, con los cuales inyectan el veneno.

Cráneo de helodermátido, en el que observamos los afilados dientes con los que inyectan el veneno. Imagen de Heloderma.net.

Los helodermátidos son animales carnívoros que se alimentan de pequeños mamíferos, pájaros, lagartos, anfibios, invertebrados, huevos de diferentes animales y carroña. Teniendo en cuenta su dieta generalista y que sus presas son relativamente inofensivas, se cree que el veneno de estos reptiles apareció como un método defensivo, más que como estrategia de caza.

Foto de Walknboston de un monstruo de Gila (Heloderma suspectum), en la que vemos su coloración negra y amarilla con la que avisa a sus depredadores de su toxicidad (coloración aposemática).

El monstruo de Gila y el lagarto moteado mexicano (Heloderma horridum) son animales lentos y por lo tanto no son peligrosos para los seres humanos. Aun así, su popularización como mascotas exótica ha tenido como consecuencia algunos casos de mordiscos. El mordisco del monstruo de Gila provoca un dolor agudo y ardiente, edema local, debilidad, desmayos y náuseas. Aunque la herida suele sangrar bastante, esto no se debe a ningún tipo de sustancia anticoagulante, sino a los afilados dientes de los helodermátidos y al hecho de que para inyectar el veneno tienen que masticar con fuerza al agresor, provocando heridas profundas.

EL DRAGÓN BARBUDO

Los saurios del género Pogona son iguanios de la familia Agamidae. Estos reptiles originarios de Australia se conocen como dragones barbudos por las espinas que presentan en la garganta. Aunque están adaptados a ambientes áridos, la temperatura ambiental puede afectar al sexo de sus crías.

Foto de un dragón barbudo del este, en la que vemos el interior de su boca de color amarillo. ¿Nos estará intentando avisar de algo con esta coloración? Foto de Matt.

Los dragones barbudos son animales inofensivos, pero existe una especie con una arma secreta. El dragón barbudo del este (Pogona barbata) es un lagarto venenoso, mientras que el resto de reptiles venenosos solo presenta un par de glándulas venenosas, el dragón barbudo del este presenta dos pares: dos en la mandíbula superior y dos en la inferior.

Sección transversal de la boca de un dragón barbudo del este, donde se ven las glándulas venenosas incipientes tanto de la mandíbula superior (mxivg) como de la inferior (mnivg). Imagen extraída de Fry, Vidal et al.

El veneno generado es poco potente (en seres humanos solo provoca una ligera hinchazón) y las glándulas se consideran vestigiales. Aun así, según la teoría de los Toxicofera las glándulas del dragón barbudo nos muestran la forma primitiva que habrían presentado las glándulas del primer reptil toxicófero, el cual habría presentado dos pares de glándulas venenosas en vez de un par como la mayoría de escamosos venenosos actuales.

LOS GRANDES VARANOS

Todo el mundo ha oído hablar de los varanos (anguimorfos de la familia Varanidae). Hay centenares de documentales sobre el dragón de Komodo, en los cuales se nos explica que estos animales tienen tal cantidad de bacterias en la boca, que su mordisco provoca una infección suficiente para acabar con la vida de un buey adulto. Aun así, estudios recientes han demostrado que la pobre higiene bucal de los varanos no es lo que provoca la muerte de sus víctimas.

Varano gigante australiano o “perentie” (Varanus giganteus) un varánido típico, con cuello largo, patas robusta, metabolismo activo y sentidos desarrollados. Foto de Bernard Dupont.

Aunque hay tres especies frugívoras, el resto son carnívoros obligados. Siempre se ha dicho que las bacterias de la boca de los varanos son lo que provoca la muerte de sus presas, aunque no haya ningún estudio que lo corrobore. De hecho, en diversos estudios se ha visto que las bacterias de la saliva de los varanos no difieren mucho de las de la saliva de otros reptiles no carnívoros.

Foto donde vemos la temida saliva de los varanos, concretamente de un varano acuático (Varanus salvator). Imagen de Lip Kee.

En un estudio, se vio que varias especies de varanos presentaban glándulas venenosas en la mandíbula inferior. Estas glándulas son de las más complejas de entre todos los reptiles venenosos. En el caso del dragón de Komodo, son glándulas compuestas, con un gran compartimento posterior y cinco pequeños compartimentos anteriores. Estos compartimentos presentan conductos que llevan el veneno hasta aperturas entres los dientes.

Aunque los varánidos están estrechamente emparentados con las serpientes (comparten, por ejemplo, la lengua bífida) éstos no presentan los surcos en los dientes, característicos de los ofidios venenosos y de los helodermátidos. Esto se debe a que, en vez de inyectar el veneno directamente, los varanos utilizan sus dientes aserrados para abrir una gran herida a sus presas, a través de la cual entrará el veneno al organismo.

Cráneo de megalania (Varanus priscus) en el que vemos los dientes sin surcos. Este varano extinto de más de 5 metros de largo, fue el animal venenoso más grande conocido. Steven G. Johnson.

La utilidad del veneno en los varanos depredadores está respaldada por la gran cantidad que producen. En las serpientes constrictoras que no utilizan veneno, los genes que codifican para la síntesis de veneno están atrofiados por la gran cantidad de energía que se gasta en producirlo. Los varanos en cambio, secretan mucho veneno con la mínima estimulación de sus glándulas. Este veneno tiene componentes anticoagulantes que evitan que la herida se cierre, y también produce un choque cardiovascular en el animal por la disminución de la presión sanguínea.

Grupo de varanos de Komodo (Varanus komodoensis) devorando un cerdo recién cazado. Imagen extraída de Bull, Jessop et al.

Aunque aún no sabemos seguro si el antepasado común de estos animales era venenoso, ni si el veneno apareció independientemente en las diferentes familias, la relación de los diferentes miembros del clado Toxicofera ha sido respaldada por análisis filogenéticos posteriores. Lo que está claro es que el veneno es una arma muy potente en la lucha por la supervivencia y que, aunque las serpientes son los reptiles venenosos más numerosos, muchas otras especies de escamosos se han beneficiado del uso de las toxinas, tanto para defenderse como para someter a sus presas.

REFERENCIAS

Se han utilizado las siguientes fuentes para la elaboración de esta entrada:

• Halliday & Adler (2007). La gran enciclopedia de los Anfibios y Reptiles. Editorial Libsa.
• http://www.nature.com/nature/journal/v439/n7076/full/nature04328.html
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0041010114003353
• http://www.leidenuniv.nl/en/researcharchive/index.php3-c=134.htm
• http://www.heloderma.net/en/heloderma.html
• http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0011097
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2690028/
• Imagen de portada de Rocío Corzo.

Monstres i dracs: Llangardaixos verinosos

Quan pensem en animals verinosos la majoria de persones pensa en els mateixos. Aranyes, escorpins i serps són els primers que ens venen al cap, encara que també hi ha amfibis, peixos i mamífers verinosos. Tot i que les serps són els rèptils verinosos més coneguts, amb el pas del temps s’ha vist que no són l’únic grup que presenta glàndules verinoses i que molts altres rèptils també poden injectar verí. En aquesta entrada donarem a conèixer als sauris verinosos menys coneguts i intentarem explicar la seva relació amb les serps.

EVOLUCIÓ DEL VERÍ EN RÈPTILS

Tothom està familiaritzat amb les capacitats tòxiques de les serps. Tradicionalment s’ha cregut que el verí havia evolucionat independentment en els diferents grups de serps verinoses (colúbrids, elàpids i vipèrids) i en una família de llangardaixos (els helodermàtids). Tanmateix, aquesta visió ha anat canviant amb el temps i amb el descobriment d’altres espècies d’escamosos verinosos.

El verí de molts animals és útil tant pel desenvolupament d'antídots, com en la recerca de analgèsics i altres medicaments. Foto de l’extracció de verí d’un escurçó (Echis carinatus), de Kalyan Varma (Imatge sota llicència GNU).

Actualment s’ha comprobat que hi ha diferents espècies de sauris que presenten glàndules i òrgans capaços d’injectar verí, a més de molts altres amb material genètic relacionat amb la producció de verí (encara que no siguin verinosos). Això passa, per exemple, amb moltes serps i llangardaixos aparentment no verinosos però que retenen material genètic associat amb la síntesis de verí, cosa que ha fet que molts científics agrupin a aquests rèptils en un clade comú anomenat Toxicofera, “portadors de toxines”.

Aquest nou clade agrupa a diferents grups d’escamosos que es creu que van tindre un avantpassat comú verinós. Aquests grups són:

• Ophidia: Ofidis, o sigui les serps.

Serp llop de l’Índia (Lycodon aulicus), exemple d’ofidi. Foto de Shantanu Kuveskar.

• Iguania: Iguanes, agames i camaleons.

Basilisc marró (Basiliscus vittatus), exemple d’iguani. Foto de Steve Harbula.

• Anguimorpha: Varans, vidriols i altres.

Varà sord de Borneo (Lanthanotus borneensis), exemple d’anguimorf. Foto de Kulbelbolka.

Tot i que la majoria d’iguanis i anguimorfs actuals no presenten verí, la teoria dels Toxicofera proposa que moltes espècies haurien perdut la capacitat d’injectar verí secundàriament.

A continuació, us presentem alguns dels sauris verinosos menys coneguts.

MONSTRES DEL NOU MÓN

Els escamosos verinosos més coneguts són els anguimorfs de la família Helodermatidae. Des del seu descobriment es va saber que aquests llangardaixos eren verinosos, ja que presenten un parell de glàndules productores de verí a la mandíbula inferior i varis parells de dents amb solcs semblants als de les serps verinoses, amb les quals injecten el verí.

Crani d’helodermàtid, en el que observem les esmolades dents amb les que injecten el verí. Imatge de Heloderma.net.

Els helodermàtids són animals carnívors que s’alimenten de petits mamífers, ocells, sargantanes, amfibis, invertebrats, ous de diferents animals i carronya. Tenint en compte la seva dieta generalista i que les seves preses són relativament inofensives, es creu que el verí d’aquests rèptils va aparèixer com un mètode defensiu, no com una estratègia de caça.

Foto de Walknboston d’un monstre de Gila (Heloderma suspectum), en la que veiem la seva coloració negra i groga amb la qual avisa als seus depredadors de la seva toxicitat (coloració aposemàtica).

El monstre de Gila i el llangardaix tacat mexicà (Heloderma horridum) són animals lents i per tant no són perillosos pels éssers humans. Tanmateix, la seva popularització com a mascotes exòtiques ha tingut com a conseqüència alguns casos de mossegades. La mossegada del monstre de Gila provoca un dolor agut i ardent, edema local, debilitat, desmais i nàusees. Tot i que la ferida sol sangrar bastant, això no es deu a cap substància anticoagulant, sinó a les esmolades dents dels helodermàtids i al fet de que per injectar el verí han de mastegar amb força a l’agressor, provocant ferides profundes.

EL DRAC BARBUT

Els sauris del gènere Pogona són iguanis de la família Agamidae. Aquests rèptils originaris d’Austràlia es coneixen com a dracs barbuts per les espines que presenten a la gola. Tot i estar adaptats a ambients àrids, la temperatura ambiental pot afectar al sexe de les seves cries.

Foto d’un drac barbut de l’est, en que veiem el interior de la seva boca de color groc. Ens estarà intentant avisar d’algo amb aquesta coloració? Foto de Matt.

Els dracs barbuts són animals inofensius, però existeix una espècie amb una arma secreta. El drac barbut de l’est (Pogona barbata) és un llangardaix verinós, mentre la resta de rèptils verinosos només presenta un parell de glàndules verinoses, el drac barbut de l’est en presenta dos parells: dues a la mandíbula superior i dues a la inferior.

Secció transversal de la boca d’un drac barbut de l’est, on es veuen les glàndules verinoses incipients tant de la mandíbula superior (mxivg) com de la inferior (mnivg). Imatge extreta de Fry, Vidal et al.

El verí generat és poc potent (en éssers humans només provoca una lleugera inflamació) i les glàndules es consideren vestigials. Tanmateix, segons la teoria dels Toxicofera les glàndules del drac barbut ens mostren la forma primitiva que haurien presentat les glàndules del primer rèptil toxicòfer, el qual hauria presentat dos parells de glàndules verinoses en lloc d’un parell com la majoria d’escamosos verinosos actuals.

ELS GRANS VARANS

Tothom ha sentit a parlar dels varans (anguimorfs de la família Varanidae). Hi ha centenars de documentals sobre el dragó de Komodo, en els quals se’ns explica que aquests animals tenen tal quantitat de bacteris a la boca, que la seva mossegada provoca una infecció suficient per acabar amb la vida d’un bou adult. Tanmateix, estudis recents han demostrat que la pobra higiene bucal dels varans no és el que provoca la mort de les seves víctimes.

Varà gegant australià o “perentie” (Varanus giganteus) un varànid típic, amb coll llarg, potes robustes, metabolisme actiu i sentits desenvolupats. Foto de Bernard Dupont.

Tot i que hi ha tres espècies frugívores, la resta són carnívors obligats. Sempre s’ha dit que els bacteris de la boca dels varans son el que provoca la mort de les seves preses, encara que no hi ha cap estudi que ho corrobori. De fet, en diversos estudis s’ha vist que els bacteris de la saliva dels varans no difereixen gaire dels de la saliva d’altres rèptils no carnívors.

Foto on veiem la temuda saliva dels varans, concretament d’un varà aquàtic (Varanus salvator). Imatge de Lip Kee.

En un estudi, es va veure que vàries espècies de varans presentaven glàndules verinoses a la mandíbula inferior. Aquestes glàndules són les més complexes d’entre tots els rèptils verinosos. En el cas del dragó de Komodo, són glàndules compostes, amb un gran compartiment posterior i cinc petits compartiments anteriors. Aquests compartiments presenten conductes que aboquen el verí entre les dents.

Tot i que els varànids estan estretament emparentats amb les serps (comparteixen, per exemple, la llengua bífida) aquests no presenten els solcs a les dents, característics dels ofidis verinosos i dels helodermàtids. Això es deu a que, enlloc d’injectar el verí directament, els varans utilitzen les seves dents aserrades per obrir una gran ferida a les seves preses, a través de la qual entrarà el verí a l’organisme.

Crani de megalània (Varanus priscus) en el que veiem les dents sense solcs. Aquest varà extint de més de 5 metres de llarg, fou l’animal verinós més gran conegut. Foto de Steven G. Johnson.

La utilitat del verí en els varans depredadors es recolza en la gran quantitat que en produeixen. En les serps constrictores que no utilitzen verí, els gens que codifiquen per a la síntesi de verí es troben atrofiats per la gran quantitat d’energia que es gasta en produir-lo. Els varans en canvi, secreten molt de verí amb una mínima estimulació de les seves glàndules. Aquest verí té components anticoagulants que eviten que la ferida es tanqui, i també produeix un xoc cardiovascular en l’animal per disminució de la pressió sanguínia.

Grup de dragons de Komodo (Varanus komodoensis) devorant un porc recent caçat. Imatge extreta de Bull, Jessop et al.

Tot i que encara no sabem segur si l’avantpassat comú de tots aquests animals era verinós, ni si el verí va aparèixer independentment en les diferents famílies, la relació dels diferents membres del clade Toxicofera ha estat recolzada per anàlisis filogenètics posteriors. El que està clar és que el verí és una arma molt potent en la lluita per la supervivència i que, tot i que les serps són els rèptils verinosos més numerosos, moltes altres espècies d’escamosos s’han beneficiat de l’ús de les toxines, tant per defensar-se com per sotmetre les seves preses.

REFERÈNCIES

S’han utilitzat les següents fonts per a l’elaboració d’aquesta entrada:

• Halliday & Adler (2007). La gran enciclopedia de los Anfibios y Reptiles. Editorial Libsa.
• http://www.nature.com/nature/journal/v439/n7076/full/nature04328.html
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0041010114003353
• http://www.leidenuniv.nl/en/researcharchive/index.php3-c=134.htm
• http://www.heloderma.net/en/heloderma.html
• http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0011097
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2690028/
• Imatge de portada de Rocío Corzo.

Monsters and dragons: Venomous lizards

When we think about venomous animals most people think about the same ones. Usually, we think about spiders, scorpions and snakes, despite knowing there are also venomous amphibians, fishes and mammals. Even if snakes are the best known venomous reptiles, in time we have learned that they are not the only group that present venomous glands and that many other reptiles also have the capacity of injecting venom. In this entry we’ll get to know the least known venomous saurians and we’ll try to explain their relationship with snakes.

EVOLUTION OF VENOM IN REPTILES

Everybody is familiar with the toxic abilities of snakes. Traditionally it was believed that venom evolved independently in the different groups of venomous snakes (colubrids, elapids and viperids) and in a lizard family (the helodermatids). Yet this vision has changed over the years and with the discovery of other species of venomous squamates.

The venom of many animals is used for both antivenom development and pharmacological research of analgesics and other medicines. Photo of the extraction of venom from a saw-scaled viper (Echis carinatus), by Kalyan Varma (Image under a GNU license).

Currently, it’s been shown that there are different species of saurian which present glands and organs capable of injecting venom, along with many other species with genetic material related to venom production (even if most aren’t venomous). This occurs, for example, in many apparently non-venomous snakes and lizards that retain genetic material related to the synthesis of venom. This has caused many scientists to group these reptiles under a common clade called Toxicofera, “those who bear toxins”.

This new clade includes the different squamosal taxa, which are believed to have had a venomous common ancestor. These groups are:

• Ophidia: Ophidians, snakes.

Indian wolf snake (Lycodon aulicus), example of an ophidian. Photo by Shantanu Kuveskar.

• Iguania: Iguanas, agamas and chameleons.

Brown basilisk (Basiliscus vittatus), example of an iguanian. Photo by Steve Harbula.

• Anguimorpha: Monitors, slow worms and others.

Earless monitor lizard (Lanthanotus borneensis), example of an anguimorph. Photo by Kulbelbolka.

Even though most current iguanians and anguimorphs don’t present venom, the Toxicofera theory proposes that many species would have lost their capacity to inject venom secondarily. Below we’ll present some of the lesser known venomous saurians.

MONSTERS OF THE NEW WORLD

The most famous venomous lizards are the anguimorphs of the Helodermatidae family. From their discovery it was known that these lizards where venomous, as they present a pair of venomous glands in their lower jaws and various pairs of grooved teeth similar to those of venomous snakes with which they inject venom.

Helodermatid skull, in which we can see the sharp teeth with which they inject their venom. Image from Heloderma.net.

The helodermatis are carnivorous animals which feed on small mammals, birds, wall lizards, amphibians, invertebrates, eggs and carrion. Considering its generalist diet and that their prey are pretty defenceless, it is thought that venom evolved in these reptiles as a predator deterrent method, not as a hunting strategy.

Photo by Walknboston of a Gila monster (Heloderma suspectum), in which we can see its black and yellow coloration, with which it warns its predators about its toxicity (aposematic coloration).

The Gila monster and the beaded lizard (Heloderma horridum) are slow animals which aren’t really dangerous to human beings. Yet their raising popularity as exotic pets has ended with some bite cases. The bite of a Gila monster causes some serious and burning pain, local edema, weakness, dizziness and nausea. Even if heavy bleeding is usually associated with bites, this isn’t due to some sort of anticoagulant substance but to the helodermatid’s sharp teeth and to the fact that to inject the venom they must chew their aggressor strongly , causing deep lacerations.

THE BEARDED DRAGON

The saurians of the genus Pogona are iguanians of the Agamidae family. These Australian reptiles are known as bearded dragons for the spines that they present on their throats. Even though they are adapted to live in arid places, the environmental temperature can affect the sex of their offspring.

Photo of an eastern bearded dragon in which we can see its yellow coloured mouth. Could it be that this coloration is indicating anything? Photo by Matt.

Bearded dragons are inoffensive animals, but there’s one species with a secret weapon. The eastern bearded dragon (Pogona barbata) is a venomous lizard but, while the rest of venomous reptiles only have one pair of venomous glands, the eastern bearded dragon has two pairs: two in its upper jaw and two in its lower jaw.

Transversal section of the mouth of an eastern bearded dragon, in which we can see the incipient venomous glands both in its upper jaw (mxivg) and its lower jaw (mnivg). Image extracted from Fry, Vidal et al.

The venom they produce isn’t really strong (in human beings it only causes a minor swelling) and the glands are considered vestigial. Yet, the Toxicofera theory argues that the glands of the bearded dragon show us the primitive form which the first toxicoferan reptile would have presented, with two pairs of venom glands instead of a single pair like most current venomous reptiles.

THE BIG MONITORS

Everyone has heard about monitor lizards (anguimorphs of the Varanidae family). There are hundreds of documentaries about the Komodo dragon in which we are told that these animals have so many bacteria in their mouths that their bites inflict an infection, deadly enough to kill an adult bull. Yet recent studies have shown that the monitor’s poor buccal hygiene is not what causes the death of their victims.

Perente or perentie (Varanus giganteus) a typical varanid, with long neck, strong legs, active metabolism and developed senses. Photo by Bernard Dupont.

Even if there are three frugivorous species, the rest are obligate carnivores. It has always been said that the mouth’s bacteria of the monitors is what causes the death of their prey, even if there isn’t any studies which prove it. In fact, in many studies it has been seen that the monitor’s saliva isn’t very different from that of other herbivorous reptiles.

Photo in which we see the feared monitor’s saliva, specifically from an Asian water  monitor (Varanus salvator). Image by Lip Kee.

In a study, it was demonstrated that various species of monitor lizards present venom glands in their lower jaws. These glands are among the most complex venomous glands known of all reptiles. In the case of the Komodo dragon, these are compound glands with a larger posterior compartment and five smaller anterior compartments. These compartments have ducts that carry the venom between the teeth.

Even if varanids are closely related to snakes (they share, for example, a bifid tongue), these don’t present the snakes’ characteristic grooves in their teeth. This is due to the fact that instead of injecting the venom directly, monitor lizards use their serrated teeth to open a deep wound in their prey, through which the venom will enter the organism.

Skull of megalania (Varanus priscus) in which we can see the teeth without gooves. This extinct monitor with more than 5 metres long, was the largest venomous animal known. Photo by Steven G. Johnson.

The utility of the venom for the predatory monitors is also supported by the large quantities of venom that they produce. In constrictor snakes that don’t utilise venom, the genes which codify the synthesis of venom are atrophied because of the great amount of energy required to produce it. Monitors, instead, secrete lots of venom with the slightest stimulation of their glands. This venom contains anticoagulant compounds which prevent the wound to close and also produces a cardiovascular shock in the animal by lowering the blood pressure.

A group of Komodo dragons (Varanus komodoensis) feeding on a recently killed pig. Image extracted from Bull, Jessop et al.

Even if we still don’t know for sure if the common ancestor of all these animals was venomous, nor if venom appeared independently in the different families, the relationship between the different members of the clade Toxicofera has been supported by posterior phylogenetic analyses. What we know is that venom is an extremely powerful weapon in the struggle for survival and that, even if snakes are the most numerous venomous reptiles, many other squamate species have been benefiting from the use of toxins, both for self-defence and to subjugate their prey.

REFERENCES

The following sources have been used during the elaboration of this entry:

• Halliday & Adler (2007). La gran enciclopedia de los Anfibios y Reptiles. Editorial Libsa.
• http://www.nature.com/nature/journal/v439/n7076/full/nature04328.html
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0041010114003353
• http://www.leidenuniv.nl/en/researcharchive/index.php3-c=134.htm
• http://www.heloderma.net/en/heloderma.html
• http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0011097
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2690028/
• Cover image by Rocío Corzo.

The world from the eyes of a snake

Imagine you are a snake. You’re crawling along the path, with a long slithering body behind you. You have no ears and, even if your eyes are large and well-developed, you cannot blink. You’re constantly flicking your tongue, which informs you about everything that has happened around you, especially about the smell of that tasty mouse you’ve been looking for for days. Ophidians have suffered so many bodily modifications that their senses have had to adapt to their lifestyle. With more than 3,000 current snake species it’s difficult to generalize, but in this entry we’ll explain some of the most curious sensorial adaptations of current ophidians, trying to shed some light over the world of these fascinating and unfairly treated animals.

SMELL: TASTING THE AIR

One of the most developed ophidian senses is smell. It’s common knowledge that snakes use their tongue to smell the air and detect chemical substances. It was once thought that snakes used only their tongue to smell and that the nasal epithelium was only used to activate this mechanism. Now it’s known that snakes smell using both their nose and their tongue, even if the latter is more useful in certain situations.

Microscope image of a transversal slice of a snake skull, where we can see the olfactory epithelium of both the nasal cavity and the vomeronasal organ. Image by Elliott Jacobson.

Snakes taste the air using their tongue and the vomeronasal or Jacobson’s organ. This organ isn’t found only in snakes, as it is also found in other lizards, some salamanders and many mammals. The vomeronasal organ is used to detect non-volatile chemical substances (which need direct contact with the epithelium to be detected) such as pheromones or the scent of a prey.

Scheme of the position of the vomeronasal organ. This forms during the embryonic development from the nasal cavity and it has an opening to the palate. Image by Fred the Oyster.

The snakes’ distinctive bifid tongue is very specialized into particle transport to the vomeronasal organ. It has a set of microscopic papillae or depressions (depending on the species) that help to catch and retain odorous particles. Then it brings this information to the palate, where it gets in contact with the vomeronasal organ.

Monitor lizards (relatives of snakes) also present bifid tongues which allows them to smell the air. Photo of an Asian water monitor (Varanus salvator) from India, by Dibyendu Ash.

Snakes flick their tongue in the air or against some surface to collect “chemical samples” from the environment. Also, the fact that the tongue is bifid is thought to be useful in detecting the direction from where the stimulus comes, as the information obtained from each tip of the tongue goes to one of the two cavities of the vomeronasal organ and goes to the brain by separate ways.

Photo of a European grass snake (Natrix natrix) flicking its tongue to taste the air. Image from WikiImages.

Snakes use this chemical information to follow the trail of a prey, to find a mate and to detect the reproductive state of another individual. Also, a recent study shows that snakes (thanks to their keen sense of smell) are able to recognize their siblings and relatives, choosing them before a stranger to share their hibernation grounds.

Hearing: listening without ears

Hearing is one of the least developed ophidian senses. The absence of an external ear caused that for a long time it was believed that snakes were deaf. Yet recently, it has been demonstrated that snakes do have different methods to detect different types of vibrations.

Portrait of an Indian python (Python molurus) in which the absence of external ears can be seen. Photo by Holger Krisp.

As we explained on an earlier entry, snakes do not have neither external ears nor eardrums. Yet, they do present all the elements of the inner ear characteristic of tetrapods. What changes is the way the vibrational stimulus is transmitted, which in ophidians is accomplished via a bone called columella.

Scheme of the auditory apparatus of a common snake. Image by Dan Dourson.

The columella is a small, long and thin bone attached by ligaments and cartilaginous tissues to the posterior end of the upper jaw and that articulates with the lower jaw. Snakes have one on each side of their skull, which have an equivalent function to the stapes (bones of the mammalian middle ear). The columellas are completely surrounded by tissues, so aerial, terrestrial and aquatic vibrations, are transmitted to these bones which are in contact with the fluids of the inner ear.

Yet, the snakes’ sensitivity to aerial waves is pretty much limited. For example, while human beings are able to hear aerial vibrations between 20 and 20,000 Hz, snakes can only detect vibrations between 50 and 1,000 Hz. Even though they have such limited hearing range, in some species it has been observed that they are able to receive vibrational stimuli with any body part, as these are transmitted through the bodily tissues to the columellas.

Aquatic snakes like the anaconda (Eunectes murinus) can detect with all their body the sounds of an animal moving through the water. Photo by Ddouk.

Even with their limitations to hear aerial waves, what snakes do best is to detect vibrations coming from the ground or the water. Most snakes can detect with great precision vibrations generated by the steps of a prey by keeping their lower jaw (which is in contact with the columellas) in contact with the ground.

The Arabian horned viper (Cerastes gasperettii) is a snake that lives in sand deserts, where the terrain allows a great transmission of terrestrial vibrations. Image by Zuhair Amr.

SIGHT: LIGHT AND HEAT

The eyes of snakes are not very different from the eyes of most terrestrial vertebrates. Yet they have some special characteristics, probably due to their subterranean or subaquatic origins. Most scientists think that snakes had to somehow “reinvent their eyes”.

Some primitive ophidians, like this European blind snake (Typhlops vermicularis), have small and poorly-developed eyes. Image by Kiril Kapustin.

The structure of their eye is mostly identical to that of the rest of tetrapods. A difference is the focusing method: while most tetrapods focus by changing the curvature of the crystalline lens, snakes focus moving the crystalline lens forward and backward. Also, while most terrestrial vertebrates have eyelids to protect the eye, snakes have an ocular scale called the spectacle which is renewed each time they shed their skin.

Western rat snake (Pantherophis obsoletus) about to shed its skin, moment when the spectacle turns opaque. Photo by Bob Warrick.

Depending on the snake’s lifestyle, its sight will have different adaptations, even if in most species the retinas present both rods (sensitive to low light conditions) and cones (allow to see details and colours). Subterranean, more primitive snakes present quite simple eyes, with only rods which allow them to distinguish light and darkness. On the other hand most diurnal snakes have round pupils and both cones and rods.

Many arboreal snakes like this green vine snake (Ahaetulla nasuta) present horizontal pupils which allow them to have a wider range of vision, making it easier to calculate the distance between one branch and another. Photo by Shyamal.

Aside from visible light, some snake are able to see other wavelengths. Pit vipers and some pythonomorphs (pythons and boas) can detect infrared radiation, being able to see the thermic signature around them. This is extremely useful to detect prey in low light conditions, as they can perceive their body heat.

Photos of a python and a pit viper where both the nostrils (black arrows) and the pit organs (red arrows) are highlighted. Image by Serpent nirvana.

They can do this using the pit organs, cavities that appeared independently in pit vipers (from which they got their name) and pythonomorphs. While pit vipers only have a pair of facial pits on both sides of their snout, pythonomorphs have various labial pits on the upper or the lower lip. Despite having fewer pits, the pit vipers’ ones are more sensitive that the ones of the pythons.

Scheme of the structure of a pit organ of a pit viper. This presents a membrane sensible to temperature variations, behind which there’s a chamber with air and nerves sensible to heat. This air dilates when the temperature rises and it activates the trigeminal nerve. Image by Serpent nirvana.

These pits are extremely sensitive and can detect temperature changes of up to 0.001°C. The trigeminal nerve reaches the brain via de optic tectum, making the image detected by the eyes superpose with the infrared image from the pits. Therefore snakes detect both the visible light (as we do) and the infrared radiation in a way that is impossible for us to imagine.

Video from BBCWorldwide in which they explain how a timber rattlesnake (Crotalus horridus) uses infrared detection to hunt a rat in the dark.

As you have seen, snakes perceive the world very differently than we do. Snakes do not leave anyone indifferent and, in the same way that different people see snakes in different ways, different ophidian species present different and diverse adaptations to perceive the world that surrounds them. We hope that with this entry, you’ve been able to understand a little better the incredible world in which snakes live.

REFERENCES

The following sources have been consulted during the elaboration of this entry:

• Harvey B. Lillywhite (2014). How snakes work. Structure, function and behaviour of the world’s snakes. Oxford University Press.
• Halliday & Adler (2007). La gran enciclopedia de los Anfibios y Reptiles. Editorial Libsa.
• Masó & Pijoan (2011). Anfibios y Reptiles de la Península Ibérica, Baleares y Canarias. Ediciones Omega.
• http://news.nationalgeographic.com/news/2004/02/0223_040223_rattlesnakes.htmlutm_content=buffer44d50&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=buffer
• Cover image by Bernard Dupont.

El mundo desde los ojos de una serpiente

Imagina que eres una serpiente. Te arrastras arras de suelo, con un cuerpo largo y delgado detrás. No tienes orejas y aunque tus ojos son grandes y están bien desarrollados, no puedes parpadear. Constantemente sacas la lengua, cosa que te informa de todo lo que ha pasado a tu alrededor, especialmente el olor del suculento ratón que llevas días buscando. Los ofidios han sufrido tantas modificaciones corporales que sus sentidos han tenido que adaptarse a su estilo de vida. Con más de 3.000 especies actuales de serpientes es difícil generalizar, pero en esta entrada explicaremos algunas de las adaptaciones sensoriales más curiosas de los ofidios actuales, intentando arrojar algo de luz al mundo de estos animales tan fascinantes e injustamente tratados.

OLFATO: PROBANDO EL AIRE

Uno de los sentidos más desarrollados de los ofidios es el olfato. Es sabido que las serpientes utilizan la lengua para oler el aire y detectar sustancias químicas. Antes se creía que las serpientes sólo utilizaban la lengua para oler y que el epitelio nasal solo servía para activar este mecanismo. Ahora sabemos que las serpientes huelen utilizando tanto la nariz como la lengua, aunque ésta les es más útil en determinadas situaciones.

Imagen de microscopio de un corte transversal del cráneo de una serpiente, en la que se ve el epitelio olfativo, tanto de la cavidad nasal como del órgano vomeronasal. Imagen de Elliott Jacobson.

Las serpientes prueban el aire mediante la lengua y el órgano vomeronasal u órgano de Jacobson. Este órgano no es exclusivo de las serpientes, ya que se encuentra también en otros lagartos, algunas salamandras y en muchos mamíferos. El órgano vomeronasal sirve para detectar sustancias químicas no volátiles (que necesitan contacto directo con el epitelio para ser detectadas) como por ejemplo feromonas o el rastro de una presa.

Esquema de la posición del órgano vomeronasal. Éste se forma durante el desarrollo embrionario a partir de la cavidad nasal y tiene una apertura al paladar. Imagen de Fred the Oyster.

La inconfundible lengua bífida de las serpientes está muy especializada en transportar partículas al órgano vomeronasal. Ésta presenta un seguido de papilas o depresiones (dependiendo de la especie) microscópicas que ayudan a la captación y retención de partículas olorosas. Después lleva esta información hasta el paladar, donde entra en contacto con el órgano vomeronasal.

Los varanos (parientes de las serpientes) también presentan una lengua bífida que les permite oler el aire. Foto de un varano acuático (Varanus salvator) en la India, de Dibyendu Ash.

Las serpientes sacan la lengua al aire o contra alguna superficie para recoger “muestras químicas” del ambiente. Además, se cree que el hecho de que la lengua sea bífida les sirve para detectar mejor la dirección de donde viene el estímulo, ya que la información que obtienen de cada punta de la lengua va a una de las dos cavidades del órgano vomeronasal y viaja hasta el cerebro por vías separadas.

Foto de una culebra de collar (Natrix natrix) sacando la lengua para probar el aire. Imagen de WikiImages.

Las serpientes utilizan esta información química para rastrear presas, buscar pareja y detectar el estado reproductor de otro individuo. Además, en un artículo reciente se ha estudiado como las serpientes (gracias a su sentido del olfato) eran capaces de reconocer a sus hermanos y familiares, escogiéndoles ante un desconocido para compartir sus refugios de hibernación.

OÍDO: ESCUCHAR SIN OÍDOS

El oído es uno de los sentidos menos desarrollados de los ofidios. La falta de oído externo hizo que durante mucho tiempo se pensase que las serpientes eran sordas. Aun así, recientemente se ha comprobado que las serpientes sí que tienen diferentes métodos para detectar diferentes tipos de vibraciones.

Retrato de una pitón de la India (Python molurus) en el que se ve claramente la ausencia de oído externo. Foto de Holger Krisp.

Como ya comentamos en una entrada anterior, las serpientes no presentan ni oído externo ni tímpanos. Aun así, sí que presentan todos los elementos del oído interno característicos de los tetrápodos. Lo que cambia es el método de transmisión de los estímulos vibracionales, que en los ofidios se lleva a cabo mediante un hueso llamado columella.

Esquema del aparato auditivo de una serpiente cualquiera. Imagen de Dan Dourson.

La columella es un pequeño hueso largo y delgado que está atado mediante ligamientos y tejidos cartilaginosos a la parte posterior de la mandíbula superior y se articula con la mandíbula inferior. Las serpientes tienen una a cada lado del cráneo y realizan una función equivalente a los estribos (huesos del oído medio de los mamíferos). Las columellas están completamente envueltas de tejidos de manera que las vibraciones, tanto aéreas como terrestres o acuáticas, son transmitidas a estos huesos, los cuáles se encuentran en contacto con el líquido del oído interno.

Aun así, la sensibilidad de las serpientes a las ondas aéreas es bastante limitada. Por ejemplo, mientras que los seres humanos podemos oír vibraciones aéreas de entre 20 y 20.000 Hz, las serpientes sólo detectan vibraciones entre los 50 y 1.000 Hz. Aún y teniendo un rango auditivo tan limitado, en algunas especies de serpientes se ha visto que el aparato auditivo puede recibir estímulos vibratorios de cualquier parte del cuerpo, ya que éstos se transmiten a través de los tejidos hasta las columellas.

Las serpientes acuáticas como la anaconda (Eunectes murinus) pueden detectar con todo el cuerpo los sonidos de animales moviéndose bajo el agua. Foto de Ddouk.

Aún con las limitaciones que tienen para detectar ondas aéreas, lo que se les da mejor es detectar vibraciones provenientes del suelo o del agua. La mayoría de serpientes pueden detectar con gran precisión la vibración causada por los pasos de una presa apoyando la mandíbula inferior (que está en contacto con las columellas) al sustrato.

La víbora cornuda arábica (Cerastes gasperettii) es una serpiente que vive en desiertos arenosos, donde el terreno permite una gran transmisión de vibraciones terrestres. Imagen de Zuhair Amr.

VISTA: LUZ Y COLOR

Los ojos de las serpientes no difieren mucho de los del resto de vertebrados terrestres. Pero sí que tienen algunas características especiales, debido seguramente a sus orígenes subterráneos o subacuáticos. La mayoría de científicos creen que las serpientes por decirlo de algún modo, tuvieron que “reinventar sus ojos”.

Los ofidios más  primitivos, como esta serpiente ciega europea (Typhlops vermicularis), tienen ojos pequeños y poco desarrollados. Imagen de Kiril Kapustin.

La estructura del ojo es prácticamente igual que en el resto de tetrápodos. Una diferencia es el método de enfoque que, mientras que en el resto de tetrápodos el ojo enfoca cambiando la curvatura del cristalino, las serpientes enfocan moviendo el cristalino adelante y atrás. Además, mientras que casi todos los vertebrados terrestres tienen párpados que protegen el ojo, las serpientes tienen una escama ocular transparente que se renueva cada vez que mudan de piel.

Víbora ratonera (Pantherophis obsoletus) a punto de mudar de piel, momento en que la escama ocular se ve opaca. Foto de Bob Warrick.

Dependiendo del estilo de vida de la serpiente su visión presenta adaptaciones diferentes, aunque en la mayoría de especies la retina presenta tanto bastones (sensibles en condiciones de poca luz) como conos (permiten ver los detalles y el color). Las serpientes subterráneas más primitivas presentan ojos bastante simples, con sólo bastones que les permiten diferenciar la luz de la oscuridad. En cambio la mayoría de serpientes diurnas presentan pupilas redondas con conos y bastones.

Muchas serpientes arborícolas como esta serpiente látigo verde (Ahaetulla nasuta) presentan pupilas horizontales que les permiten aumentar su campo de visión, haciendo que puedan calcular mejor las distancias entre rama y rama. Foto de Shyamal.

Aparte de la luz visible, algunas serpientes pueden ver otras longitudes de onda. Los crótalos y algunos pitonomorfos (pitones y boas) pueden detectar la radiación infrarroja, pudiendo ver la signatura térmica de su alrededor. Esto les resulta extremamente útil para detectar las presas en condiciones de poca luz, ya que pueden percibir su calor corporal.

Fotos de una pitón y un crótalo donde se señalan tanto las narinas (flechas negras) como las cavidades termorreceptoras (flechas rojas). Imagen de Serpent nirvana.

Esto lo consiguen mediante las cavidades termorreceptoras, unas cavidades que han aparecido independientemente en los crótalos y en los pitonomorfos. Mientras que los crótalos sólo presentan un par de fosetas loreales a ambos lados del hocico, los pitonomorfos presentan varias fosetas labiales en el labio superior o en el inferior. Aunque tienen menos, las de los crótalos son más sensibles que las de las pitones.

Esquema de la estructura de la cavidad termorreceptora de un crótalo. Ésta presenta una membrana sensible a los cambios de temperatura, detrás de la cual hay una cámara con aire y nervios sensibles al calor. Este aire se dilata con los incrementos de temperatura y activa el nervio trigémino. Imagen de Serpent nirvana.

Estas fosetas son extremadamente sensibles y pueden detectar cambios de temperatura de hasta 0,001°C. El nervio trigémino llega al cerebro vía el tectum óptico, haciendo que la imagen detectada por los ojos se superponga con la imagen infrarroja de las fosetas. Ésto hace que estas serpientes detecten tanto la luz visible (como nosotros) como la radiación infrarroja, de una forma que a nosotros nos resulta imposible de imaginar.

Vídeo de BBCWorldwide en el que se nos explica como una cascabel de los bosques (Crotalus horridus) utiliza su detección de la radiación infrarroja para cazar una rata en la oscuridad.

Como habéis visto, las serpientes perciben el mundo de forma muy diferente a la nuestra. Las serpientes no dejan indiferente a nadie y, de la misma forma que distintas personas ven a las serpientes de formas diferentes, las diferentes especies de ofidios presentan adaptaciones diferentes y diversas para percibir el mundo que les rodea. Esperemos que con esta entrada hayáis podido entender un poco mejor el increíble mundo en el que viven las serpientes.

REFERENCIAS

Las siguientes fuentes han sido consultadas durante la elaboración de esta entrada:

• Harvey B. Lillywhite (2014). How snakes work. Structure, function and behaviour of the world’s snakes. Oxford University Press.
• Halliday & Adler (2007). La gran enciclopedia de los Anfibios y Reptiles. Editorial Libsa.
• Masó & Pijoan (2011). Anfibios y Reptiles de la Península Ibérica, Baleares y Canarias. Ediciones Omega.
• http://news.nationalgeographic.com/news/2004/02/0223_040223_rattlesnakes.htmlutm_content=buffer44d50&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=buffer
• Imagen de portada de Bernard Dupont.

El món des dels ulls d’una serp

Imagina’t que ets una serp. T’arrossegues arràn de terra, amb un cos llarg i prim al darrera. No tens orelles i tot i que els teus ulls són grans i estàn ben desenvolupats, no pots parpellejar. Constantment treus la llengua, cosa que t’informa de tot el que ha passat al teu voltant, especialment l’olor del suculent ratolí que fa dies que busques. Els ofidis han patit tantes modificacions corporals que els seus sentits s’han hagut d’adaptar al seu estil de vida. Amb més de 3.000 espècies actuals de serps és difícil generalitzar, però en aquesta entrada explicarem algunes de les adaptacions sensorials més curioses dels ofidis actuals, intentant portar llum al món d’aquests animals tant fascinants i injustament tractats.

OLFACTE: TESTANT L’AIRE

Un dels sentits més desenvolupats dels ofidis és l’olfacte. És sabut que les serps utilitzen la llengua per olorar l’aire i detectar substàncies químiques. Abans es creia que les serps només feien servir la llengua per olorar i que l’epiteli nasal només servia per activar aquest mecanisme. Ara sabem que les serps oloren fent servir tant el nas com la llengua, tot i que aquesta els és més útil en determinades situacions.

Imatge de microscopi d’un tall transversal del crani d’una serp, on es veu l’epitel·li olfactiu tant de la cavitat nasal com de l’òrgan vomeronasal. Imatge de Elliott Jacobson.

Les serps tasten l’aire mitjançant la llengua i l’òrgan vomeronasal o òrgan de Jacobson. Aquest òrgan no és exclusiu de les serps, ja que es troba també en altres llangardaixos, algunes salamandres i en molts mamífers. L’òrgan vomeronasal serveix per detectar substàncies químiques no volàtils (que necessiten contacte directe amb l’epiteli per ser detectades) com ara feromones o el rastre d’un presa.

Esquema de la posició de l’òrgan vomeronasal. Aquest es forma durant el desenvolupament embrionari a partir de la cavitat nasal i té una obertura al paladar. Imatge de Fred the Oyster.

L’inconfusible llengua bífida de les serps està molt especialitzada en transportar partícules fins a l`organ vomeronasal. Aquesta presenta un seguit de papil·les o depressions (depenent de l’espècie) microscòpiques que ajuden a la captacio i retenció de partícules oloroses. Després porta aquesta informació fins al paladar, on entra en contacte amb l’òrgan vomeronasal.

Els varans (parents de les serps) també presenten una llengua bífida que els permet ensumar l’aire. Foto d’un varà aquàtic (Varanus salvator) a l’Índia, de Dibyendu Ash.

Les serps sacsegen la llengua a l’aire o contra alguna superfície per recollir “mostres químiques” de l’ambient. A més, el fet de que la llengua sigui bífida es creu que els serveix per a detectar millor la direcció d’on ve l’estímul, ja que la informació que obtenen de cada punta de la llengua va a una de les dues cavitat de l’òrgan vomeronasal i viatja fins al cervell per vies separades.

Foto d’una serp de collar (Natrix natrix) treient la llengua per tastar l’aire. Imatge de WikiImages.

Les serps utilitzen aquesta informació química per a rastrejar preses, buscar parella i detectar l’estat reproductor d’un altre individu. A més, en un article recent s’ha estudiat com les serps (gràcies al seu sentit de l’olfacte) eren capaces de reconèixer als seus germans i familiars, triant-los abans que un desconegut per a compartir els seus caus d’hivernació.

OÏDA: SENTIR-HI SENSE ORELLES

L’oïda es un dels sentits menys desenvolupats dels ofidis. L’absència d’oïda externa va fer que durant molt de temps es pensés que les serps eren sordes. Tanmateix, recentment s’ha comprovat que les serps sí que tenen diferents mètodes per a detectar diferents tipus de vibracions.

Retrat d’una pitó de l’Índia (Python molurus) en el que es veu clarament l’absència d’oïda externa. Foto de Holger Krisp.

Com ja vam comentar en una entrada anterior, les serps no presenten ni oïda externa ni timpans. Tanmateix, sí que presenten tots els elements de l’oïda interna característics dels tetràpodes. El que canvia és el mètode de transmissió dels estímuls vibracionals, que en els ofidis es duu a terme mitjançant un òs anomentat columella.

Esquema de l’aparell auditiu d’una serp qualsevol. Imatge de Dan Dourson.

La columella és un petit òs llarg i prim que està lligat mitjançant lligament i teixits cartilaginosos a la part posterior de la mandíbula superior i s’articula amb la mandíbula inferior. Les serps en tenen una a cada costat del crani i tenen una funció equivalent als estreps (òssos de l’oïda mitja dels mamífers). Les columelles estàn completament envoltades de teixits de manera que les vibracions, tant aèries com terrestres o aquàtiques, són tranmeses a aquests ossos, els quals es troben en contacte amb el líquid de l’oïda interna.

Tot i així, la sensibilitat de les serps a les ones aèries és força limitada. Per exemple, mentre que els éssers humans podem sentir vibracions aèries d’entre 20 i 20.000 Hz, les serps només detecten vibracions entre els 50 i 1000 Hz. Tanmateix, tot i tindre un rang auditiu tant limitat, en algunes espècies de serps s’ha vist que l’aparell auditiu pot rebre estímuls vibratoris de qualsevol part del cos, ja que aquests es transmeten a través dels teixits fins a les columelles.

Les serps aquàtiques com l’anaconda (Eunectes murinus) poden detectar amb tot el cos els sons d’animals movent-se sota l’aigua. Foto de Ddouk.

Tot i les limitacions que tenen en detectar les ones aèries, el que se’ls dóna millor és detectar les vibracions provinents del terra o de l’aigua. La majoria de serps poden detectar amb gran precisió la vibració causada per les passes d’una presa arrepenjant la mandíbula inferior (que està en contacte amb les columelles) al substrat.

L’escurçó banyut aràbic (Cerastes gasperettii) és una serp que viu en deserts sorrencs, on el terreny permet una gran transmissió de vibracions terrestres. Imatge de Zuhair Amr.

VISTA: LLUM I COLOR

Els ulls de les serps no difereixen gaire dels de la resta de vertebrats terrestres. Sí que tenen però algunes característiques especials, degut segurament als seus orígens subterranis o subaquàtics. La majoria de científics creuen que les serps van tindre que per dir-ho d’alguna manera, “reinventar els seus ulls”.

Els ofidis més primitius, com aquesta serp cega europea (Typhlops vermicularis), tenen ulls petits i poc desenvolupats. Imatge de Kiril Kapustin.

L’estructura de l’ull és pràcticament igual que en la resta de tetràpodes. Una diferència és el mètode d’enfoc que, mentre que en la resta de tetràpodes l’ull enfoca canviant la curvatura del cristal·lí, les serps enfoquen movent el cristal·lí endavant i endarrera. A més, mentre que quasi tots els vertebrats terrestres tenen parpelles que protegeixen l’ull, les serps tenen una escama ocular transparent que es renova cada cop que muden de pell.

Serp ratera occidental (Pantherophis obsoletus) a punt de mudar de pell, moment en que l’escama ocular es torna opaca. Foto de Bob Warrick.

Depenent de l’estil de vida de la serp la seva visió presenta adaptacions diferents, tot i que en la majoria d’espècies la retina presenta tant bastons (sensibles en condicions de poca llum) com cons (permeten veure els detalls i els colors). Les serps subterrànies més primitives presenten ulls força simples, amb només bastons que els permeten diferenciar la llum i la foscor. En canvi la majoria de serps diurnes presenten pupil·les rodones amb cons i bastons.

Moltes serps arborícoles com aquesta serp fuet verda (Ahaetulla nasuta) presenten pupil·les horitzontals que els permeten augmentar el seu camp de visió, fent que puguin calcular millor les distàncies entre branca i branca. Foto de Shyamal.

A part de la llum visible, algunes serps poden veure altres longituds d’ona. Els cròtals i alguns pitonomorfs (pitons i boes) poden detectar la radiació infrarroja, podent veure la signatura térmica del seu voltant. Això els resulta extremament útil per a detectar les preses en condicions de poca llum, ja que poden percebre la seva escalfor corporal.

Fotos d’una pitó i un cròtal on es senyalen tant els forats del nas (fletxes negres) com les fossetes termorreceptores (fletxes vermelles). Imatge de Serpent nirvana.

Això ho aconsegueixen mitjançant les fossetes termorreceptores, unes cavitats que han aparegut independentment en els cròtals i en els pitonomorfs. Mentres que els cròtals presenten només un parell de fossetes loreals a banda i banda del musell, els pitonomorfs en presenten vàries de labials en el llavi superior o l’inferior. Tot i tindre’n menys, les dels cròtals són més sensibles que les de les pitons.

Esquema de l’estructura de la fosseta termorreceptora d’un cròtal. Aquesta presenta una membrana sensible als canvis de temperatura, darrera de la qual hi ha una cambra amb aire i nervis sensibles a l’escalfor. Aquest aire es dilata amb els increments de temperatura i activa el nervi trigèmin. Imatge de Serpent nirvana.

Aquestes fossetes són extremadament sensibles i poden detectar canvis de temperatura de fins a 0,001°C. El nervi trigèmin arriva al cervell via el tectum òptic, fent que la imatge detectada pels ulls es superposi amb l’imatge infrarroja de les fossetes. Això fa que aquestes serps detectin tant la llum visible (com nosaltres) com la radiació infrarroja, d’una forma que a nosaltres ens resulta impossible d’imaginar.

Vídeo de BBCWorldwide en el que se’ns explica com un cròtal de bosc (Crotalus horridus) utilitza la seva detecció de la radiació infrarroja per a caçar una rata en la foscor.

Com heu vist, les serps perceben el món de forma molt diferent a la nostra. Les serps no deixen indiferent a ningú i, de la mateixa forma que diferents persones veuen a les serps de formes diferents, les diferents espècies d’ofidis presenten adaptacions diferents i diverses per a percebre el món que les envolta. Esperem que amb aquesta entrada hàgiu pogut entendre una mica millor l’increïble món en el que viuen les serps.

REFERÈNCIES

Les següents fonts han estat consultades durant l’elaboració d’aquesta entrada:

• Harvey B. Lillywhite (2014). How snakes work. Structure, function and behaviour of the world’s snakes. Oxford University Press.
• Halliday & Adler (2007). La gran enciclopedia de los Anfibios y Reptiles. Editorial Libsa.
• Masó & Pijoan (2011). Anfibios y Reptiles de la Península Ibérica, Baleares y Canarias. Ediciones Omega.
• http://news.nationalgeographic.com/news/2004/02/0223_040223_rattlesnakes.htmlutm_content=buffer44d50&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=buffer
• Imatge de portada de Bernard Dupont.