Come si muovono i serpenti?

Uno dei comportamenti che più hanno affascinato gli scienziati nel corso dei secoli è sicuramente come si muovono i serpenti. Questi rettili infatti, non disponendo di zampe, hanno dovuto sviluppare una tipologia di locomozione completamente differente rispetto a quello degli altri animali. E anche se strisciano o qualche volta rotolano, per noi esseri umani non è stato semplice comprendere appieno la meccanica del loro movimento.

Da circa due secoli la ricerca ha così continuato ha studiare l'anatomia e il comportamento dei serpenti, con l'obiettivo di ricostruire un modello che potesse spiegare la loro locomozione senza arti. E dopo attente ricostruzioni corporee, oggi sappiamo che questi rettili hanno a disposizione almeno quattro stili di movimento principali (più un piccolo extra, che vedremo alla fine), con cui riescono a spostarsi nell'ambiente: l'ondulazione laterale, la locomozione a fisarmonica, l'avvolgimento laterale e la locomozione rettilinea. Ciò è possibile grazie alla speciale connessione anatomica che sussiste fra le loro vertebre, le costole e i legamenti che si situano nelle intersezioni che sono presenti in ogni paio di coste.

Prima però di comprendere le differenze tra questi stili di movimento e a quali tipologie di terreno sono più adatte, dobbiamo conoscere meglio l'anatomia dei serpenti, in modo da capire come il loro corpo apparentemente semplice sia perfetto per superare buona parte degli ostacoli che possono trovarsi di fronte.

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di Sonia Campa

Come fanno i serpenti a strisciare?

Il corpo dei serpenti è composto da centinaia di vertebre  che formano la spina dorsale di un individuo ed ognuna di esse è connessa ad un paio di costole particolarmente elastiche che sostengono i muscoli dell'addome. Ogni costola è connessa inoltre a quella precedente e a quella successiva da un insieme di legamenti trasversali che rendono in pratica il corpo del serpente un lungo tubo, capace di piegarsi e di sostenersi a seguito delle contrazione e decontrazioni muscolari coordinate dal sistema nervoso.

Quando perciò vediamo un serpente strisciare, avanzando in un suolo piano o in acqua, quello che è succede è abbastanza semplice. Ogni contrazione muscolare "tira verso di sé" un paio di costole di una determinata sezione del corpo. Tale contrazione induce la distensione e il progressivo rilassamento dell'altro paio di costole, poste al lato opposto rispetto al piano ventrale dell'animale. Ciò comporta una ondulazione ad S che è tipica dei serpenti, che forma delle forze d'attrito sulla superficie sufficienti per permettere all'animale di avanzare.

Nessun altro vertebrato riesce a riprodurre questa tipologia di movimento, scientificamente definita "ondulazione laterale". E bisogna anche ricordare che quando il serpente è impegnato in movimenti rapidi, che lo spingono a sfruttare intensamente questa tipologia di moto, le sue costole sono così tanto sottoposte all'azione che ruotano in senso contrario alla sua marcia. In tal modo, se la superficie sulla quale striscia non è propriamente levigata ed è piena di ostacoli, riesce comunque ad esercitare una forza contraria agli oggetti che incontra, di modo che continui ad avanzare.

Il segreto quindi di queste creature si cela in un insieme incredibile di centinaia di contrazioni e di rilassamenti che interessano le costole, che portano meccanicamente il loro corpo a produrre le forze sulla superficie in cui si spostano e che gli permettono di produrre la presa per avanzare.

I movimenti dei serpenti

Molto importanti per questi rettili sono anche anche le squame ventrali, che permettono all'animale di mantenere l'aderenza al suolo e di non rotolarsi su sé stesso in seguito a una forte contrazione. È però l'elasticità del loro sistema di costole a rappresentare il vero segreto che permette di superare condizioni davvero proibitive del suolo e di spostarsi tra diversi ostacoli e pendenze, che talvolta metterebbero in difficoltà anche animali dotati di più zampe. Tuttavia, come detto, le principali tipologie di moto dei serpenti sono quattro e di seguito vi spiegheremo quali sono le loro differenze fondamentali.

Ondulazione laterale

Dell'ondulazione laterale abbiamo già parlato, ma non abbiamo detto che rappresenta la base di tutti gli altri movimenti che sono in grado di effettuare i serpenti. Inoltre, bisogna anche rendersi conto che questa tipologia di moto è molto più stancante rispetto allo strisciare seguendo un moto rettilineo.

Infatti, continuare a contrarre e a formare le spire dell'addome, porta all'animale a un grande dispendio energetico ed è per questo che diverse specie hanno sviluppato dei piccoli cambiamenti alla formula che li portano a risparmiare risorse preziose.

In pratica, quando i serpenti sono di fronte a un substrato particolarmente scosceso e che presenta un gran numero di rocce, detriti, rifiuti e cumuli di terra, essi paradossalmente prediligono seguire la strada più impervia, in quanto sfruttano i vari massi come punti di slancio con cui prendere velocità e risparmiare energia.

Arrivati infatti di fianco a un piccolo oggetto che è posto lungo il loro cammino, loro contraggono la sezione corrispondente del loro corpo in cui si trova l'oggetto, formano la spira, e dopo essere venuti in contatto con l'oggetto, tramite le squame si appoggiano ad esso per fare pressione e "lanciarsi" poco oltre, avanzando di qualche centimetro. In maniera similare, è come se degli uomini posti in posizione prona appoggiassero entrambi i palmi delle mani su degli oggetti situati sul pavimento, tirandoli a sé per avanzare.

Ovviamente, questo sistema non è particolarmente efficiente se ci si trova in una superficie perfettamente orizzontale, ma permette di risparmiare parecchie energie qualora il serpente cominci a arrampicarsi o a scendere da una superficie che presenta una certa angolazione.

Le specie che prediligono soprattutto questa strategia di locomozione sono quelle che vivono in territori particolarmente irregolari e che presentano un corpo molto elastico e non troppo lungo. Un esempio sono le vipere e le bisce, che non a caso sono particolarmente note per assumere una forma ad S mentre avanzano nelle campagne.

L'ondulazione laterale è, inoltre, l'unico modo conosciuto con cui i serpenti nuotano in acqua. In questa modalità, il corpo del serpente si piega alternativamente a sinistra e a destra in maniera simile a quanto visto per la terraferma, dando luogo a una serie di "onde" più estese che permettono al rettile di galleggiare.

Locomozione a fisarmonica

La seconda tipologia preferita dai serpenti per muoversi è la locomozione a fisarmonica, che permette a questi animali di superare diversi ostacoli e di compiere dei brevi viaggi in contesti molto stretti e ricoperti di fanghiglia. Tra gli animali che preferiscono questa tipologia di moto abbiamo i boa e i pitoni, noti per essere fra i serpenti più grandi e muscoli presenti in natura e fra quelli che compiono gli spostamenti più lunghi.

In questo caso i serpenti formano due differenti zone di presa, posti in due aree completamente differenti del corpo, con un area nel mezzo che risulta essere la parte elastica e che funge da cuscinetto. Esemplificando, immaginiamoci un serpente che deve superare una zona che presenta una superficie incoerente per diversi metri. La sua prima zona di presa, quella posteriore, fa da ancoraggio, permettendo alla zona di presa anteriore di rilassarsi e di avanzare di qualche centimetro.

La zona anteriore quindi, al termine della sua estensione, giunto il momento di far avanzare il resto del corpo si contrae a sua volta e diventa il nuovo punto di ancoraggio, mentre la seconda zona di presa, nella regione posteriore, si rilassa, permettendo così in generale a tutto il corpo di avanzare e di prendere una nuova posizione. Di seguito il corpo troverà differenti zone di presa e ricomincerà il ciclo, per avanzare un altro po' e continuare a spostarsi.

Il problema principale di questo metodo di locomozione è che è lento e molto impegnativo, richiedendo tra l'altro fino a sette volte l'energia necessaria per compiere l'ondeggiamento laterale. Questo costo elevato induce il serpente quindi a spostarsi così solo quando è messo alla strette.

Il metodo della locomozione a fisarmonica è ampiamente utilizzato dove non ci sono molti oggetti su cui "aggrapparsi" ed effettuare l'ondulazione laterale. Inoltre, nelle specie più grandi, come i pitoni, il corpo di questi animali è costretto ad avere molteplici zone di presa, non solo sue due, di modo d'accelerare lo spostamento vista l'elevata lunghezza del loro corpo, che può superare i dieci metri.

Secondo diversi evoluzionisti, la locomozione a fisarmonica è anche il principale lascito degli antenati fossori, da cui derivano tutte le specie attuali di serpenti.

Avvolgimento laterale

La tecnica di movimento nota come avvolgimento laterale è impiegata dai serpenti principalmente in quei territori davvero ostici, in cui per esempio le sabbie o la neve impediscono ai serpenti di spostarsi agilmente. Fra le specie che sono esperti di questa tecnica abbiamo il serpente a sonagli e la ceraste cornuta, che corrispettivamente nei deserti del Nord America e nel Sahara devono tenere testa al continuo sollevarsi delle polvere e delle sabbie, che rendono molto arduo l'attraversamento delle instabili e ripide dune.

Questa tipologia di movimento consiste nel lanciare la testa in avanti, tirare verso di sé il resto del corpo, sollevando tutti i segmenti con la stessa pendenza da terra, ed infine lasciarsi trasportare dalla gravità, cercando di non scivolare verso il lato che presenta la maggiore inclinazione.

Ciò che distingue questo metodo di locomozione dalla classica ondulazione laterale è che il corpo del serpente è sempre in contatto statico con il terreno e non scivola, come molti pensano, sulla sabbia, come potrebbe accadere se il serpente utilizzasse la locomozione classica.

Inoltre tale sistema ha un costo calorico piuttosto basso, impiegando infatti un quantitativo di risorse inferiore a ⅓ del costo di un serpente che deve spostare la stessa massa per la medesima distanza. Infine, contrariamente a quanto sostenuto dei primi biologi esploratori di metà Ottocento, non vi è alcuna prova che l'avvolgimento laterale sia associato al fatto che la sabbia sia calda.

Locomozione rettilinea

Quando un serpente decide però di avvicinarsi alla sua preda si soppiatto o di avanzare sul terreno risparmiando più energie possibili, di solito optano per la locomozione rettilinea, che è anche il modo più lento che si conosca con cui i serpenti riescono a muoversi. Questo è anche l'unica tipologia di movimento che non prevede di piegare il corpo lateralmente e di sfruttare le torsioni delle costole e dei fasci muscolari intra costali, ma prevede solamente che le squame ventrali vengano sollevate di modo che vengono tirate in avanti prima di essere posizionate in basso , per tirare verso di sé il resto del corpo, seguendo una linea retta.

Molti serpenti velenosi, come il mamba o il cobra, impiegano questo spostamento anche per risultare più silenziosi nei confronti delle prede ed effetti un gran numero di morsi provenienti da questi animali sono provocati dal fatto che le vittime non si rendono conto di essere vicini ad un serpente velenoso, poiché esso è risultato estremamente silente.

“Locomozione a lazo”

Questo quinto metodo di movimento dei serpenti non è ancora accettato da tutti gli scienziati, tanto da poter essere considerato un mezzo di locomozione extra. Esso è stato studiato solo recentemente, da un team dell'Università del Colorado, che ha pubblicato la scoperta nel 2021 sulle pagine di Current Biology. Prevede la creazione di una sorta di nodo a lazo fra l'estremità di un serpente molto lungo e il centro del suo corpo, di modo che l'animale possa stringere la corteccia dell'albero su cui desidera arrampicarsi, per catturare piccole prede e talvolta delle uova.

Il movimento avviene quando il "nodo" viene ripetutamente lasciato sciogliere e contrarre su un’unica zona di pressione utilizzata per ancorarsi, inducendo un'ondulazione in senso verticale che permette all'esemplare di procedere lentamente verso l’alto.

La specie che ha permesso l'identificazione di questo ulteriore metodo di locomozione è il serpente dell'albero marrone, noto alla scienza come Boiga irregolaris. È originario dell'Australia costiera orientale e settentrionale, dell'Indonesia orientale, della Papua Nuova Guinea e di molte isole della Melanesia nordoccidentale. Attualmente risulta essere l'unica specie di serpente in grado di effettuare questo metodo di locomozione ma ,affermano i biologi, è molto probabilmente che altri serpenti ancora poco noti e che necessitano di ulteriori studi possano aver sviluppato soluzioni simili, per raggiungere le fronde degli alberi.