秋后的石缝边,一条蝮蛇盘着不动,眼与鼻孔之间各有一个小凹坑,朝着前方。它闭着眼也能对准一只经过的鼠,头随鼠的移动微微修正角度。这套定位不靠光。
眼与鼻孔之间的凹坑就是颊窝,左右各1个
蝮亚科的蛇在眼与鼻孔之间有一个凹陷,深3–5毫米,开口朝前外方,左右各1个。坑内是一个腔,腔底绷着一层薄膜,把腔隔成内外两半,外口边缘有一圈加厚的鳞片。
窝口朝前,形成一个有方向的漏斗,前方的热辐射才能落到底膜上。这对窝的位置与朝向左右对称,合起来给出一个立体的方位,正前方最灵敏,侧后方几乎无反应,窝口的边缘略微凸起,与头部前缘齐平。
坑底那层膜极薄,上面密布三叉神经末梢
膜厚约10微米,比纸还薄,两面都浸在腔内的空气里。膜上分布着大量三叉神经的末梢,每个末梢是一个小终端,把温度变化转成放电,密度在中央最密,边缘稀疏。
神经纤维汇入三叉神经节,再投射到脑的视顶盖,与来自眼睛的信号落在同一片区域。热像与光像在脑里叠在一起,这是它能看见热源的结构基础,也是热像能直接触发攻击的原因。
它测的是膜两面的温差,不是绝对温度
膜的一面对着窝口,一面对着腔内的空气。热源在前方移动时,两侧受热不均,先到的一侧温度略高,膜上出现细微的温度梯度,神经按梯度分布发出信号,脑据此算出来源的角度。
灵敏度在0.003摄氏度上下,这是膜能分辨的最小温差,相当于30–50厘米外一只鼠的体表辐射。反应在50毫秒内完成,够它跟上一只缓慢移动的猎物,却跟不上一只急窜的鼠,猎物静止时信号最弱。
蟒与蚺没有颊窝,改用上唇的一排唇窝
蟒科与蚺科的唇鳞上有一排小凹坑,叫唇窝,沿上唇与下唇排列,每侧几个到十几个,排成整齐的一列。坑浅,膜薄,结构与颊窝相似,神经也是三叉神经的分支,方向性比颊窝弱。
两种结构不在同一位置,也不出自同一祖先。颊窝在蝮亚科,唇窝在蟒蚺类,功能相同而来源不同,是趋同的例子。看到凹坑先看位置,再看是不是排成一列。
关键数据
下列数值取自常见类群,用于对照结构与灵敏度,不能据以定种,个体与温度条件造成的差异同样明显。
- 颊窝深3–5毫米,位于眼与鼻孔之间。
- 窝底薄膜厚约10微米。
- 可分辨0.003摄氏度的温差。
- 有效定位距离约30–100厘米。
- 蟒蚺类每侧唇窝几个至十几个。
- 热信号的反应时间约50毫秒。
边界
颊窝只出现在蝮亚科,其他蛇类没有这个凹陷,眼后的鳞片是平的。把它当成鼻孔或腺体开口是常见的误判,鼻孔在吻端,颊窝在眼与鼻孔之间。
环境温度均匀时,热像的对比度下降,颊窝的作用随之减弱。刚蜕皮的个体膜面湿润,灵敏度也会变,单看凹陷的大小判断不了能力,季节不同膜也有厚薄。
参考文献
- 赵尔宓.《中国蛇类》. 安徽科学技术出版社, 2006. —— 蝮亚科形态与颊窝。
- 刘凌云, 郑光美 主编.《普通动物学》(第 4 版). 高等教育出版社, 2009. —— 热感受器的一般原理。
- 杨安峰 编著.《脊椎动物学》(第 2 版). 北京大学出版社, 1992. —— 蛇类的感觉器官。