Kače: biologija, raznolikost, vedenje in zanimivosti plazilcev

Kače naj bi se razvile iz kuščarjev. Najstarejši fosili kač izvirajo iz spodnje krede. V obdobju paleocena (pred približno 66 do 56 milijoni let) se je pojavil širok spekter kač.

Ni klada

Squamata so vsekakor monofiletična skupina: so sestrska skupina tuataram. Sodeč po njihovih fosilnih ostankih so bili skvamati prisotni že v mezozoiku, vendar so imeli v kopenski ekologiji manjše mesto. Tri od šestih linij so prvič zabeležene v zgornji juri, druge pa v kredi. Verjetno so vsi, vsekakor pa kuščarji, nastali že prej v juri. Mosasauri iz zgornje krede so bili daleč najuspešnejši med vsemi kuščarji in so postali glavni plenilci v svojem ekosistemu.

Čeprav so kače in kuščarji videti zelo različni, nobeden od njih ni pravi razred. Kače so se razvile iz zgodnjih kuščarjev, vendar ne enkrat, temveč večkrat.

Znotraj Squamata obstaja monofiletični klade. To je Toxicofera. Vključuje vse strupene kače in kuščarice ter številne sorodne nestrupene vrste. Dokaz za to so nedavne molekularne analize.

Fosilne kače

Najden je bil fosil primitivne kače iz spodnje krede. Živela je pred približno 113 milijoni let. Imela je precej majhne sprednje in zadnje noge. Najdenih je bilo še več fosilnih kač z majhnimi zadnjimi nogami, vendar je ta prva z vsemi štirimi nogami. Kača Tetrapodophis amplectus je živela na kopnem in je bila prilagojena na zakopavanje. Raziskovalec je dejal, da je bilo "veliko zelo naprednih kačjih značilnosti, vključno s kljukastimi zobmi, prožno čeljustjo in hrbtenico - in celo kačjimi luskami. In še vsebina črevesja - pogoltnil je drugega vretenčarja. Plenile so druge živali, kar je značilnost kač." Kača izvira iz formacije Crato v Braziliji in je dolga leta ležala v zasebni zbirki. Ponovno so jo odkrili v muzeju v Solnhofnu na Bavarskem.

Večina kač ni strupenih. Tiste, ki imajo strup, ga uporabljajo predvsem za ubijanje in obvladovanje plena, ne pa za samoobrambo. Nekatere imajo dovolj močan strup, da lahko povzroči boleče poškodbe ali smrt človeka. Nejedave kače plen žive pogoltnejo ali pa ga ubijejo s stiskanjem.

Dve taksonomski družini sta popolnoma strupeni:

• Elapidi - kobre, vključno s kraljevimi kobrami, kraji, mambami, avstralskimi bakrenoglavci, morskimi kačami in koralnimi kačami.
• Viperidi - kače, grčaste kače, bakrenoglavci/ bombažovci in grmičarji.

Tretja družina, v kateri živijo kače z "zadnjimi kljunci" (in večina drugih vrst kač), je družina

• Colubridi - boomslangi, drevesne kače, vinske kače, mangrove kače, vendar niso vsi colubridi strupeni.

Mnoge kače imajo lobanje z več sklepi kot njihovi predniki kuščarji. Tako lahko pogoltnejo plen, ki je veliko večji od njihove glave. Kosti glave in čeljusti se lahko premikajo narazen, da se velik plen lahko premakne v njihovo telo. Tudi grlo, želodec in črevesje se lahko razširijo na zelo nenavaden način. Tako lahko na videz tanka kača pogoltne in prebavi večjo žival.

Zaradi ozkega telesa imajo kače parne organe (na primer ledvice) nameščene enega pred drugim in ne drug ob drugem, večina kač pa ima le ena delujoča pljuča. Nekatere vrste imajo na obeh straneh kloake medenični obroč s parom ostankov krempljev. To je ostanek nog, ki se pri sodobnih kačah ne pojavljajo več.

Kače se morajo med rastjo redno znebiti kože. To se imenuje lizenje. Kače se kože znebijo tako, da z glavo drgnejo ob nekaj grobega in trdega, na primer kos lesa ali skalo. To povzroči, da se koža, ki je že raztegnjena, razpre. Kača še naprej drgne kožo ob različne grobe predmete, dokler se ji koža ne odlušči z glave. To ji omogoči, da se splazi ven, pri čemer se koža obrne navzven.

Vse kače so mesojede; jedo druge živali. Nekatere so strupene; strup vbrizgavajo z žlebovi v zobeh. Nekatere kače so krčevite. Te niso strupene, zato svoj plen do smrti stisnejo. Kače hrano pogoltnejo v celoti in je ne morejo žvečiti. Ker so kače hladnokrvne, jim ni treba jesti tako redno kot sesalcem. Ljudje, ki imajo domače kače, jih hranijo tako redko kot enkrat na mesec. Nekatere kače lahko brez dobrega obroka preživijo tudi šest mesecev.

Kače imajo zelo prožno spodnjo čeljust, ki ni trdno povezana, in številne druge sklepe v lobanji. Svoja usta lahko odprejo dovolj široko, da plen v celoti pogoltnejo, tudi če je ta večji od premera kače same.

Če kače nimajo rok in nog, se ne morejo premikati. Razvile so več različnih načinov gibanja, da se lahko spopadajo z določenimi okolji. Vsaka vrsta kačjega gibanja je ločena in se razlikuje od drugih.

Bočno valovanje

Bočno valovanje je edini način gibanja kač v vodi in najpogostejši način gibanja sploh. Pri tem načinu se telo kače izmenično upogiba v levo in desno, kar povzroči vrsto "valov", ki se premikajo nazaj. Čeprav se zdi, da je to gibanje hitro, so kače le redko opazili, da bi se gibale hitreje kot dve telesni dolžini na sekundo, pogosto pa precej manj. Pri tem načinu gibanja se na meter gibanja pokuri enako kalorij kot pri teku pri kuščarjih z enako maso.

Kopenski

Pri večini vrst kač je najpogostejši način gibanja kopensko bočno valovanje. Pri tem načinu se posteriorno gibajoči valovi oprimejo kontaktnih točk v okolju, kot so skale, vejice, neravnine v tleh itd. Vsak od teh okoljskih objektov povzroči reakcijsko silo, usmerjeno naprej in proti sredini kače, kar povzroči potisk naprej, medtem ko se stranske komponente izničijo. Hitrost tega gibanja je odvisna od gostote potisnih točk v okolju, pri čemer je idealna srednja gostota približno 8 točk po dolžini kače. Hitrost valovanja je natanko enaka hitrosti kače, zato vsaka točka na kačjem telesu sledi poti točke pred njo, kar kačam omogoča gibanje skozi zelo gosto rastlinje in majhne odprtine.

Vodni

Kače se v vodi premikajo naprej tako, da premikajo svoje telo v valovitem gibanju. Valovi postajajo večji, ko se premikajo po kačjem telesu navzdol, val pa potuje nazaj hitreje, kot se kača premika naprej. Potisk dobijo s potiskanjem telesa proti vodi: to povzroči opazovani zdrs. Kljub splošni podobnosti študije kažejo, da je vzorec aktivacije mišic pri vodnem in kopenskem bočnem valovanju drugačen, kar upravičuje, da ju imenujemo ločena načina. Vse kače se lahko lateralno valovijo naprej (z valovi, ki se premikajo nazaj), vendar so le pri morskih kačah opazili obratno gibanje (gibanje nazaj z valovi, ki se premikajo naprej).

Stransko navijanje

To najpogosteje uporabljajo kolubroidne kače (kolubridi, elapidi in viperi). Uporabljajo jo, kadar v okolju ni ničesar trdnega, ob kar bi se lahko oprijeli, na primer na gladkem blatu ali peščeni sipini. Stransko zvijanje je modificirana oblika stranskega zvijanja, pri kateri vsi telesni segmenti, usmerjeni v eno smer, ostanejo v stiku s tlemi, medtem ko se drugi segmenti dvignejo. Posledica tega je nenavadno "valovito" gibanje. Ta način gibanja premaguje spolzkost peska ali blata, saj se odriva le s statičnimi deli telesa, kar zmanjšuje zdrs. Statičnost kontaktnih točk je razvidna iz sledi kače, ki se vije vstran, na katerih je viden odtis vsake trebušne luske, ne da bi se razmazala. Ta način premikanja ima zelo nizke kalorične stroške, manj kot ⅓ stroškov, ki jih ima kuščar ali običajna kača za premik na enako razdaljo.

Concertina

Kadar potisnih točk ni, prostor pa je preozek za bočno zavijanje, na primer v predorih, se kače zanašajo na gibanje po sistemu "concertina". Pri tem načinu se kača z zadnjim delom telesa oprime stene predora, medtem ko se sprednji del kače iztegne in zravna. Sprednji del se upogne in tvori sidrno točko, zadnji del pa se zravna in potegne naprej. Ta način gibanja je počasen in zelo zahteven, saj potrebuje do sedemkrat več energije kot bočno valovanje na enaki razdalji. Ta velika poraba je posledica ponavljajočih se ustavitev in zagonov delov telesa ter potrebe po uporabi mišic za opiranje na stene predora.

Pravokotna

Najpočasnejši način gibanja kač je pravokotno gibanje, ki je tudi edini, pri katerem kači ni treba bočno upogibati telesa, čeprav to lahko stori pri zavijanju. Pri tem načinu se trebušne luske dvignejo in potegnejo naprej, nato pa se položijo navzdol in telo potegne čez njih. Valovi gibanja in mirovanja potekajo posteriorno, kar povzroči vrsto valov na koži. Rebra kače se pri tem načinu gibanja ne premikajo, ta način pa najpogosteje uporabljajo veliki pitoni, boe in vipi pri zasledovanju plena po odprtem terenu, saj so kačji gibi subtilni in jih njihov plen na ta način težje zazna.

Drugo

Gibanje kač na drevesih je bilo raziskano šele pred kratkim. Kače se na drevesnih vejah gibljejo na več načinov, odvisno od vrste in teksture lubja. Na splošno kače na gladkih vejah uporabljajo modificirano obliko usklajenega gibanja, če pa so na voljo stične točke, se bočno valovijo. Kače se hitreje gibljejo na majhnih vejah in ob prisotnosti kontaktnih točk, v nasprotju z živalmi z okončinami, ki se bolje gibljejo na velikih vejah z malo "nereda".

Drsne kače (Chrysopelea) iz jugovzhodne Azije se izstrelijo s konic vej, razširijo rebra in bočno valovijo, ko drsijo med drevesi. Te kače lahko nadzorovano drsijo več sto metrov, odvisno od višine izstrelitve, in se v zraku celo obrnejo.