Все змеи имеют сильно удлиненное тело, лишенное парных конечностей, наружного слухового прохода и подвижных век; последние сращены между собой и приобрели прозрачность, так что прикрывают глаз, как часовое стеклышко. Однако ни по одному из этих трех признаков, взятых порознь, змей нельзя отличить от ящериц. Целый ряд ящериц, относящихся к разнообразным семействам, имеют удлиненное змеевидное тело и лишены парных конечностей; другие типичные ящерицы по строению век сходны со змеями; у третьих—отсутствует наружный слуховой проход. Анатомические признаки, по которым различаются эти два отряда, заключаются преимущественно в том, что у змей правая и левая половины нижней челюсти соединены друг с другом при помощи растяжимой связки, тогда как у ящериц они неподвижно сращены, и в том, что черепная коробка у змей замкнута спереди; наконец, язык змей может втягиваться в особое мускульное влагалище, отсутствующее у огромного большинства ящериц.
Вообще змеи представляют собой своеобразно изменившуюся ветвь чешуйчатых пресмыкающихся, приспособившихся к передвижению на брюхе и заглатыванию целиком добычи, обычно .очень крупной. Никаких резких отличий от ящериц змеи не имеют; отсутствие плечевого пояса и мочевого пузыря, чему прежде придавали большое значение, свойственно и некоторым ящерицам.
В теле змеи можно различить только три отдела: голову, туловище и хвост. Голова никогда не бывает особенно большой, обыкновенно уплощена сверху вниз и имеет яйцевидную или треугольную форму и лишь у немногих групп резко отграничена от шеи; рот большей частью в виде широкой щели; сверху голова в большинстве случаев покрыта крупными щитками правильной формы или мелкой чешуей, отличной от чешуи туловища.
Шея не выражена. Туловище более или менее цилиндрическое, реже—сжато с боков. Хвост слабо отграничен от туловища, цилиндрической формы и постепенно заостряется к концу, много реже—тупой и только у морских змей—сжатый с боков, веслообразный.
Тело змей покрыто крепкой кожей, поверхностный слой которой образует щитки или чешую, расположенную обычно черепицеобразно. Чешуя отличается от щитков тем, что обычно вытянута в длину и часто снабжена узким продольным возвышением— ребрышком, или килем. Брюшные щитки шестиугольной формы, расширенные в поперечном направлении и расположены на брюхе в один ряд, тогда как похожие на них подхвостовые щитки лежат иногда в два продольных ряда. У многих древесных и у некоторых песчаных змей брюшные щитки на боках как бы надломлены и загнуты кверху, благодаря чему по бокам тела образуется острый край, или ребро. Самый задний брюшной щиток, часто разделенный продольно на два, обозначается как заднепроходный. Крупные щитки, покрывающие голову, носят особые названия.
Линька у змей протекает весьма характерно: старый поверхностный слой кожи отделяется на губах и, постепенно выворачиваясь наизнанку, сходит целиком, как палец перчатки. Такие сброшенные шкурки, часто встречающиеся в местах обитания змей, известны под названием выползков. Облегчая процесс линьки, змеи трутся о различные твердые предметы, заползают в трещины и т. д.
Окраска и ее рисунок у змей часто гармонируют с окружающей средой. Так, среди змей, живущих в пустынях, преобладают песочные цвета, а дневные древесные змеи—обычно зеленые. В качестве резкого исключения следует указать многих змей, ведущих подземную жизнь и имеющих тем не менее яркую окраску. В противоположность хамелеонам и некоторым ящерицам окраска змей изменяться не может. Но как окраска, так и рисунок у змей часто изменяются в связи с возрастом, изредка—в связи с полом, причем окраска и рисунок подвержены чрезвычайно сильной индивидуальной изменчивости, так что дать краткое описание, под которое вполне подошла бы любая особь данного вида, невозможно.
Скелет в связи с полной редукцией передних конечностей и их пояса и наличием иногда лишь рудиментов задних конечностей представлен в огромном большинстве случаев только позвоночником и черепом.
Череп имеет очень небольшую, но чрезвычайно прочную мозговую коробку и у большинства змей исключительную подвижность лицевых костей. Последнее достигается тем, что верхнечелюстные, поперечные, крыловидные, чешуйчатые, квадратные кости и обе половины нижней челюсти соединены как друг с другом, так и с черепной коробкой при помощи сильно растяжимых связок, благодаря чему они могут сдвигаться и в стороны, и вперед, и назад. Такое строение челюстного аппарата позволяет змеям чрезвычайно сильно расширять свою пасть и заглатывать добычу, значительно превышающую обычные размеры головы и диаметр туловища.
Позвоночный столб состоит из очень многочисленных позвонков, крайне подвижно сочлененных друг с другом. Позвонки, начиная со второго, третьего или четвертого, снабжены весьма подвижными ребрами, которые в передней части хвостового отдела более или менее недоразвиты, а в заднем—совсем отсутствуют. Грудины нет, и все ребра оканчиваются свободно в кожной мускулатуре брюшных щитков, которые при движении ребер прижимаются своими свободными задними краями к субстрату и служат опорой при скольжении всего тела.
В нервной системе следует отметить малую величину головного мозга и большие размеры спинного мозга. В связи с этим раздражимость мышц велика, а высшая нервная деятельность слаба.
Язык, который постоянно находится в движении, ощупывая окружающие предметы, служит важнейшим органом осязания и вообще важнейшим органом чувств змей. Он всегда очень длинен, тонок, раздвоен на конце, может полностью втягиваться в особое мускульное влагалище и высовываться при закрытом рте через вырезку в верхней челюсти.
Глаза, функционирующие хуже, чем у ящериц (доказывается это тем, что змеи, бросаясь на добычу, сравнительно часто промахиваются), имеют зрачок или круглый (дневные формы и некоторые ночные), или вытянутый в вертикальном направлении (большинство ночных и подземных форм), или, наконец, в виде поперечной щели (некоторые дневные древесные змеи). При линьке вместе со старым роговым слоем всего тела сходит и поверхностный слой с век, в чем легко убедиться на выползках, глазное отверстие которых затянуто тонкой роговой пленкой. Этим объясняется, что после линьки глаза змей приобретают особенную прозрачность, тогда как непосредственно перед ней они мутнеют и змея, утрачивая остроту зрения, особенно часто промахивается, бросаясь на добычу.
Скелет змеи.
Череп гремучей змеи с закрытой (I) и раскрытой (II) пастью. 1—ядовитый зуб, 2—верхнечелюстная кость, 3—поперечная кость, 4—крыловидная кость, 5—чешуйчатая кость, 6—квадратная кость.
Обоняние занимает у змей, по-видимому, второе место после осязания. Новейшие опыты показали, что змеи в темноте, руководствуясь только обонянием, различают близкие между собой виды добычи: например, выбирают из многих лягушек тот вид, который предпочитают в качестве пищи. Ноздри у змей расположены обыкновенно по бокам морды, реже— на ее верхней поверхности и у некоторых видов могут закрываться кожистыми клапанами или разбухающими краями.
В органе слуха следует отметить редукцию среднего уха и барабанной перепонки, и хотя внутреннее ухо у змей развито хорошо, как показывает опыт, они плохо или совсем не реагируют на различные звуки, если только последние не вызывают сильного сотрясения воздуха или почвы.
Челюстной аппарат и кишечник у огромного большинства змей приспособлены к схватыванию, заглатыванию и перевариванию добычи, значительно превосходящей диаметр их собственного тела. Крайне важную роль в первых двух процессах выполняет пасть. Пищевод очень длинный и снабжен мощной мускулатурой. Желудок, имеющий форму удлиненного мешка, расположен по главной оси тела. Собственно кишечник относительно короткий и слабо извитой. Большая печень удлиненной формы, желчный пузырь объемистый, поджелудочная железа большая.
Заглатывание происходит следующим образом. Змея, широко раскрыв пасть, хватает свою добычу, в которую вонзаются острые, направленные назад вершинами зубы, и начинает попеременно двигать то правой, то левой половиной нижней челюсти; таким образом она постепенно как бы наползает на свою жертву. При этом железы выделяют обильную слюну, смачивающую пищевой комок. Язык находится глубоко втянутым в свое влагалище, и голова безобразно расширяется, принимая бесформенный вид.
Огромное большинство змей не ядовиты и имеют гладкие зубы, лишенные каналов. Ядовитые же змеи имеют несколько обыкновенно более крупных зубов, которые снабжены или незамкнутой бороздой, проходящей по их передней поверхности (бороздчатые зубы), или каналом, который начинается на передней поверхности зуба, вблизи его основания, прободает зуб и открывается немного выше его острия (канальчатые, или трубчатые, зубы). Зубы последнего типа свойственны исключительно семейству гадюковых, у которых, кроме того, челюстной аппарат видоизменен в сложную систему рычагов. При закрытом рте верхнечелюстные кости, которые у гадюковых очень коротки, находятся в таком положении, что сидящие на них ядовитые зубы лежат более или менее параллельно нёбу и прикрыты почти до вершины широкой складкой слизистой оболочки. Но когда змея широко раскрывает свой рот, чешуйчатая кость вместе с квадратной принимает вертикальное положение и при помощи крыловидной и поперечной костей поворачивает верхнечелюстную кость так, что ядовитые зубы оказываются теперь направленными прямо вниз или даже вперед. Одновременно с этим предвисочная мышца выдавливает из ядовитой железы яд; яд направляется соскальзывающей к основанию зуба складкой слизистой оболочки к началу канала, прободающего зуб, по которому и стекает.
Органы дыхания змей характеризуются тем, что трахея открывается в пасть недалеко от переднего края рта, гортань более или менее недоразвита и левое легкое или значительно меньше правого или совсем атрофировано. Кроме того, у гадюковых и некоторых других змей имеется так называемое трахейное легкое. Оно представляет собой мешкообразно расширенную и имеющую губчатое строение заднюю стенку трахеи и переходит в переднюю часть правого легкого, имеющую тоже губчатое строение, тогда как задняя часть его превращена в тонкостенный мешок, служащий лишь резервуаром для воздуха.
Мочеполовые органы, кроме отсутствия мочевого пузыря, характеризуются сильно вытянутыми в длину почками, яичниками и семенниками и тем, что половые железы располагаются впереди почек. Эти органы, как и другие внутренности, сильно перемещены в связи с удлиненной формой всего тела.
Змеи водятся во всех частях света, но количество их в разных странах весьма различно. Как и все пресмыкающиеся, они особенно многочисленны и по числу видов и по числу особей в жарких странах и количество их быстро убывает от тропиков по направлению к полюсам. На юг они распространены до оконечности южноамериканского материка, а к северу—дальше всего идут в Европе, где обыкновенная гадюка несколько заходит даже за полярный круг. Заслуживает внимания, что змеи совершенно отсутствуют на Новой Зеландии и Огненной Земле, а также на многих мелких океанических островах. Больше всего их в Восточной области, где представлены все семейства, исключая шероховатых змей. На втором месте по обилию этих пресмыкающихся стоит Неотропическая область, а на третьем—Эфиопская. Довольно много змей и в Австралийской области, в частности на материке Австралии, где по крайней мере две трети видов ядовиты. Меньше всего змей в Пале арктической области; Неоарктическая же область, хотя территориально и значительно меньше, гораздо богаче змеями, причем почти все ядовитые змеи Северной Америки относятся к гремучниковым.
Живут змеи в самых разнообразных ландшафтах: в лесах, степях, пустынях, по берегам различных водоемов, в болотах, в низменностях и высоко в горах. Большинство видов относится к наземным животным, но некоторые живут под землей, роясь на значительной глубине, другие всю жизнь проводят на деревьях, а третьи—в море, не выползая на сушу даже для деторождения.
Питаются змеи исключительно животной пищей, которую всегда заглатывают целиком. Самые крупные представители этого отряда—гигантские питоны и анаконда—могут глотать зверей величиной с косулю, но огромное большинство довольствуется более мелкой добычей: грызунами, небольшими птицами, различными пресмыкающимися, земноводными и рыбами. Наконец, червеобразные и толстоголовые змеи, а также некоторые виды ужей едят насекомых, червей, моллюсков. Ими же питаются молодые особи большинства змей. Как общее правило, каждый вид змей предпочитает определенную группу животных, а некоторые поедают только вполне определенную пищу. Так, африканская яичная змея (Dasypeltis scabra) питается исключительно птичьими яйцами, а тропические толстоголовые змеи (Amblycephalidae) едят только улиток и слизней. Большинство змей подстерегают или скрадывают свою добычу и затем бросаются на нее с молниеносной быстротой. Такой способ охоты особенно характерен для ядовитых змей и удавов, причем если жертва сравнительно велика, первые, нанеся укус, быстро отдергивают голову и выжидают смертоносного действия яда. Удавы же обвивают свою жертву кольцами тела и душат. Неядовитые ужи сравнительно часто гонятся за своей добычей; настигнув ее, уж в зависимости от вида, к которому он принадлежит, а также от размеров добычи, либо сразу начинает ее заглатывать, либо предварительно обвивается вокруг нее.
Количество потребляемой змеями пищи зависит в сильной степени от погоды. Именно, в жаркую погоду они едят больше. Вообще змеи сразу проглатывают много пищи, но зато могут потом оставаться без еды недели и даже месяцы, а про одного удава известно, что он не ел в течение 500 дней.
Одни змеи размножаются путем откладывания яиц, другие рождают живых детенышей. Однако провести определенную границу между этими двумя способами размножения нельзя, так как у одних видов яйцевые оболочки лопаются еще в теле матери более или менее задолго до начала родов (степной удав), у других—во время прохождения по половым путям либо сейчас же по выходе (обыкновенная гадюка), у третьих—лишь спустя более или менее долгое время после кладки (обыкновенный и некоторые другие настоящие ужи). Живорождение свойственно всем морским змеям, большинству гадюк и многим удавам, передне бороздчатым и щитохвостым, а также различным видам ужей. Яйца змей всегда бывают заключены в более или менее мягкую оболочку, похожую на пергамент, и у некоторых видов при прохождении через половые пути матери они склеиваются концами, так что вся кладка имеет вид четок. Отложив яйца, самка в дальнейшем не проявляет никакой заботы о них. Исключение представляют только некоторые питоны, у которых наблюдается явление, сходное с высиживанием: самка свертывается над яйцами, образуя своим телом плоский конус, причем температура внутри этого конуса на несколько градусов выше температуры окружающей среды.
Враги змей, в том числе и ядовитых, имеются и среди млекопитающих: ежи, ласки, горностаи, хорьки, лисицы, свиньи, и среди птиц: орел-змееяд, секретарь, ястребы, грифы, аисты, вороны, а среди пресмыкающихся—ряд безвредных для человека змей, в частности южноамериканская муссурана. Для большинства из этих животных змеиный яд вполне действителен, но они избегают укуса благодаря своей ловкости. Укушенных змеями свиней защищает толстый слой подкожного жира, который беден кровеносными сосудами и слабо всасывает яд, а еж крайне невосприимчив к яду змей и умирает лишь от 40 доз яда гадюки, смертельных для морской свинки.
Между ядовитыми и неядовитыми змеями нельзя провести резкую границу, так как они связаны полным рядом переходных форм. Кроме того, многие змеи, укус которых смертелен для мелких животных, например для небольших грызунов и ящериц, для человека и крупных животных оказываются безопасными. Объясняется это или тем, что яд их недостаточно силен, или тем, что эти змеи имеют небольшой расщеп рта, а ядовитые зубы, располагаются у них в глубине пасти, так что при укусе крупных животных и человека в тело вонзаются лишь передние неядовитые зубы. Таким образом, по отношению к человеку следует различать ядовитых и безопасных змей; в последнюю группу войдут как неядовитые, так и те ядовитые змеи, яд которых безвреден для человека или ядовитые зубы которых не участвуют в укусе.
Внешних признаков, по которым можно было бы вообще отличить ядовитых змей от безопасных, не существует. Это зависит от того, что ряд чрезвычайно ядовитых змей, в первую очередь большинство аспидовых, к которым относится, например, страшная очковая змея, по многим признакам стоят ближе к безвредным ужам, чем к гадюкам и гремучникам. Таким образом, для того чтобы отличить ядовитых змей от безопасных, надо знать по крайней мере родовые признаки всех ядовитых змей данной области. В пределах нашего Союза водятся следующие ядовитые и опасные для человека змеи: 6 видов настоящих гадюк, эфа, щитомордник и очковая змея; кроме того, возможно, что на нашей территории около государственной границы с Ираном и Афганистаном встречается рогатая персидская гадюка, а на самом юге советского Дальнего Востока— морская змея—двуцветная пеламида. Гадюки отличаются от всех наших неядовитых змей тем, что голова у них сверху покрыта либо мелкими щитками, либо между крупными лобными и подглазничными щитками лежат мелкие щитки (исключение представляет безвредный степной удав, голова которого тоже покрыта мелкими щитками, но его легко узнать по очень большому межчелюстному щитку и узким брюшным щиткам, покрывающим лишь среднюю часть брюха); кроме того, у большинства видов гадюк по спине проходит широкая темная зигзагообразная полоса. Эфа отличается узкой чешуей на боках тела, расположенной под углом к чешуе спины, щитомордник—присутствием между ноздрей и глазом глубокой ямки, которая больше ноздри, а очковая щея—большим третьим верхнегубным щитком, вклиненным своей верхней частью между задненосовым щитком и глазом, а также тем. что высоко приподнимает переднюю часть тела и сильно расширяет шею перед нападением.
Все змеи, в частности ядовитые, как правило, сами на человека не нападают, а кусают людей, лишь если на них наступят, придавят или сильно растревожат. Этим объясняется, что хотя в некоторых странах ядовитых змей очень много, случаи укусов относительно редки. Однако все же в Бразилии, например, считают, что в год около 25 тысяч людей подвергаются укусам змей и из них около 5 тысяч умирают.
Змеиный яд, представляющий собой видоизмененную слюну., в свежем состоянии имеет вид прозрачной жидкости несколько желтоватого или зеленоватого цвета, обладающей слегка кислой реакцией. При высушивании он дает осадок, похожий на блестящий слой лака, который легко превращается в порошок. Силу свою он сохраняет до 23 лет.
«По Фаусту,— пишет проф. Е. Н. Павловский,—змеиный яд состоит из альбуминов, глобулинов, альбумоз, пептозов, муцина и муциноподобных тел, ферментов, форменных элементов (эпителия желез и полости рта), попавших извне бактерий и из солей—хлоридов и фосфатов кальция, магния и аммония. Ферменты яда (протеолитический и инвертаза) не имеют никакого отношения к его токсичности. Фауст выделил из яда кобры безазотистое вещество, парализующее нервную систему и окончания двигательных нервов, названное офиотоксином—С17Н26О10; оно является животным сапотоксином. Фауст признает существование только одного действующего начала змеиного яда; другие же исследователи говорят о поливалентности токсинов яда и относят их к токсальбуминам».
Яд различных змей действует на человека различно: в то время как яд гадюковых оказывает влияние преимущественно на кровь, яд аспидовых поражает нервную систему.
После укуса гадюковой змеи ощущается сильная-местная боль, и окружность ранки быстро краснеет и припухает. В дальнейшем отек может распространиться на всю укушенную конечность, а в особенно тяжелых случаях перейти и на туловище. Больной чувствует сонливость и головокружение или, наоборот, сильное возбуждение, боль под ложечкой, подвергается судорогам, сердце бьется чаще, но слабее, тело холодеет, температура его понижается, в моче появляется кровь. В тяжелых случаях смерть от остановки дыхания наступает в срок приблизительно от 12 часов до 7—8 дней после укуса. При несмертельном отравлении сердце спустя некоторое время начинает работать правильно и сильно, тело согревается, опухоль на 4-й—5-й день спадает, но на месте ранения могут образоваться язвы, а общая слабость чувствуется еще долгoe время (до нескольких месяцев). Последствия отравления могут принимать и хроническую форму.
Укус очковой змеи сопровождается иными явлениями: острой боли пострадавший не ощущает, изменения тканей в месте укуса ничтожны, но чувствуется похолодание укушенной части тела, непреодолимая сонливость, а позднее наступает ослабление сознания, дыхание затрудняется, деятельность сердца падает, после чего сознание окончательно теряется и через 2—7 часов после укуса наступает смерть от остановки дыхания. При несмертельных отравлениях больной спустя сутки- двое выздоравливает, так как за этот срок яд удаляется почками.
Не только яд различных змей действует на человека различно, но и последствия укушения змеями одного и того же вида бывают неодинаковы. Зависит это от различных причин» от количества яда (змеи, недавно кусавшие, имеют его меньше), от его силы (у изголодавшихся змей он слабее, у только что вылинявшей очковой змеи яд в несколько раз сильнее, чем до линьки), от места укуса (если яд попадает непосредственно в крупный кровеносный сосуд, то действие его особенно быстро) и т. д.
При укусе ядовитой змеи следует возможно скорее наложить на конечность выше укушенного места тугую повязку для остановки кровообращения в пораженной части тела (Для этого могут служить платок, веревка, полотенце и т. д., но держать такую повязку более получаса нельзя, иначе ткани могут омертветь), глубоко разрезать ранку чистым ножом, чтобы дать стечь побольше крови, выпить крепких спиртных напитков (в случае укуса коброй делать этого не следует), если возможно, впрыснуть в окружность ранки 1%-ного водного раствора марганцевокислого калия и немедленно обратиться к врачу. В настоящее время против яда змей с успехом применяется сыворотка, полученная от животных (лошадей), которые были иммунизированы повторным впрыскиванием небольших доз змеиного яда.
За последнее время со стороны медицины появился очень большой интерес к змеиному яду, так как имеются определенные указания, что яд кобры представляет действительное средство при лечении рака. Сейчас в ряде научно-исследовательских учреждений Союза испытывается яд различных видов змей как против рака, так и против других болезней: столбняка, артрита, бешенства и пр., причем предварительные опыты по отношению к раку и столбняку дали положительные результаты.
Некоторые змеи уже с древнейших времен содержатся в неволе восточными фокусниками для представлений, а коренным населением Индии, Китая и Африки для борьбы с вредными грызунами. Местами и до сих пор в этих странах держат крупных неядовитых змей, в частности питонов, предоставляя им известную свободу в жилых помещениях и на складах, где они истребляют крыс и мышей. Индийские и египетские фокусники пользуются для представлений различными ядовитыми змеями, преимущественно кобрами и гайями, а также крупными безвредными видами, которых они выдают за ядовитых.
В настоящее время, помимо зоосадов, ядовитых змей содержат в особых питомниках. Здесь над ними и над действием их яда ведутся различные наблюдения и изготовляется противозмеиная сыворотка. Наиболее крупное и старое учреждение этого рода—Серотерапевтический институт в С.-Пауло, в Бразилии. В нашем Союзе змеиный питомник организован в Батуми; содержат же змей с медицинскими целями в нескольких местах, в частности в Ташкенте.
Добывается яд до сих пор весьма несовершенным способом: змею держат одной рукой за голову,, зажав ее тело подмышкой, а другой рукой подставляют ей стеклянную чашечку, край которой змея кусает, изливая свой яд в посуду. При добывании яда от крупных змей участвуют два человека. Многие змеи в неволе не принимают пищи, и их приходится кормить искусственно. Для этого через пасть в пищевод змеи глубоко вводится металлическая трубка, наполненная питательной массой, и затем поршнем эта масса впихивается в желудок животного. Некоторые особи живут на таком искусственном питании годы, но большинство выживает недолго. Наиболее распространенная болезнь у змей, содержащихся в неволе,—это гниение пасти, причем образуется творожистая масса, заполняющая рот. Болезнь эту лечат промыванием пасти раствором марганцовокислого калия, но хорошие результаты достигаются сравнительно редко. Брать яд от змеи следует не больше как раз в две недели, так как частое получение яда очень вредно отзывается на здоровье животного. Объясняется это, по-видимому, тем, что яд принимает важное участие в пищеварении. По-видимому, этим же объясняется, что в естественных условиях ядовитые змеи неохотно пускают в дело свои зубы и, как правило, кусаются только, чтобы умертвить свою добычу, и при самозащите.
Всего в настоящее время насчитывают около 2000 видов змей, которые группируются в восемь семейств.