batrachospermum (batrachospermum) wrote,
batrachospermum
batrachospermum

Category:

Питоны все еще немного ядовиты

Подготовили: Алексей Кац, Виктор Ковылин

Согласно распространенной точке зрения, среди змей ядовитые виды находятся в меньшинстве. Большинство змей убивают свою добычу другими способами. Питоны и удавы, например, сильно сжимают грудную клетку жертвы, что приводит к остановке сердца и асфиксии.

Но это не значит, что они утратили яд.

«Ядовитые» железы змей-душителей в основном секретируют смазочную слизь, которая помогает легко проглотить крупную добычу. Но Брайан Фрай из Квинслендского университета (Австралия) обнаружил, что там также все еще производится небольшое количество токсичных белков. То же самое происходит в железах игуанообразных ящериц, включая игуан, анолисов, агам и хамелеонов.
Эти рептилии вряд ли используют яд для убийства добычи или собственной защиты, их токсины являются эквивалентом крыльев киви или незрячих глаз слепых пещерных рыб – это нефункционирующие остатки функционального прошлого.


Каа: «Вам кажется, что части моего тела не сочленяются друг с другом? Это все действие моего яда, бандерлоги…»

Это не первый случай, когда Фрай перевернул представление о токсинах у животных. В 2009 году он показал, что комодский варан (Varanus komodoensis) убивает свою добычу ядом, а не заражая ее болезнетворными бактериями из слюны. А ранее, в 2005 году, он пришел к выводу, что яд – гораздо более древнее и широко распространенное изобретение рептилий, чем можно было предположить.

До тех пор все думали, что ядовиты только два вида ящериц, жилатье (Heloderma suspectus) и эскорпион (H. horridus) из семейства ядозубов (Helodermatidae) и что они приобрели токсины независимо от сотен видов ядовитых змей. Фрай опроверг это. Во время отлова варанов в полевых условиях он заметил на их челюстях припухлость в том же месте, где у ядозубов находится ядовитая железа. «В этот момент явился Капитан Очевидность», – говорит он.


Комодский варан и все, что осталось от Капитана Очевидность.
Фото: UryadnikovS / Fotolia

В конце концов Фрай выделил протеины яда из многих якобы неядовитых ящериц и змей, в том числе всех варанов, бородатых агам и полозов, которых часто содержат в качестве домашних питомцев. Он утверждал, что яд развился только один раз – у общего предка этой группы рептилий, которую он назвал Toxicofera (буквально «несущие яд»). Она охватывает всех змей и значительную часть ящериц.

У предка всех Toxicofera было две пары ядовитых желез, одна в верхней челюсти и одна в нижней, которые выделяли сложный комплекс токсичных белков. Его потомки унаследовали гены, ответственные за производство этих белков, и еще больше усовершенствовали химическое оружие. При этом некоторые ядовитые ящерицы, такие как вараны и ядозубы, утратили верхнюю пару ядовитых желез, в то время как змеи утратили нижнюю.


Красная цилиндрическая змея (Cylindrophis ruffus), Малайзия.
Фото: Ch'ien Lee / Minden Pictures


Новое исследование Фрая является продолжением этой классической работы. Он еще пристальнее изучил ядовитые железы неядовитых рептилий – вскрывал их, помещал в медицинские сканеры, каталогизировал белки и многое другое. Что же выяснилось?

Во-первых, Фрай выявил еще один тип ядовитых желез. Он изучал красную цилиндрическую змею (Cylindrophis ruffus), представителя одной из самых древних линий змей, и обнаружил, что она выделяет яд из четырех желез в уголках рта. Функции этих структур, называемых риктальными железами, оставались загадкой долгое время, давно было известно, что они выделяют слизистый и/или серозный секрет, но Фрай показал, что они производят еще и яд.

Во-вторых, он обнаружил токсичные белки у душащих добычу питонов и удавов. Это согласуется с идеей происхождения их от ядовитых предков, которые впоследствии развили душительную мощь и перестали нуждаться в обильных количествах токсинов для умерщвления жертвы. Но ничто в эволюции не утрачивается полностью: даже если ядовитые железы были перепрофилированы для секреции слизи, есть вероятность, что они все еще производят толику яда!

Его слишком мало, чтобы причинить кому-либо вред, но, например, очень чувствительный тест для обнаружения яда может у некоторых укушенных безобидным питоном людей дать положительный результат. Специалисты при этом пожмут плечами и расценят показания теста как ошибку, но для подстраховки напичкают пострадавшего очень дорогим противоядием, которое ему абсолютно не нужно. Работа Фрая показывает, что тест не ошибается, а регистрирует белки яда, общие у питонов, удавов и других змей.


Удав: «У меня есть яд, и я его думаю…»

Помимо змей-душителей, Фрай отыскал следы яда и в железах игуанообразных ящериц. У хищных представителей он, возможно, даже участвует в убийстве. Но он также зачем-то выделяется и у вегетарианцев-игуан.
Фрай считает, что на самом деле яд рептилий изначально появился для убийства микробов, а не добычи. Общий предок ядовитых змей и ящериц имел железы, которые секретировали белки, позволявшие держать в узде нахальных бактерий! Перенастроив данные белки для убийства животных и увеличив их производство, эти ранние рептилии превратили свой химический щит в меч.
Надо заметить, некоторые из протеинов яда змей-душителей и ящериц до сих пор эволюционируют, и в некоторых случаях очень быстро. Может быть, они изменяются, чтобы восстановить свою защитную роль? Или, наоборот, нас ждет новый виток ядовитости, невиданной по масштабам, который снова сделает рептилий властелинами планеты?

По материалам: Not Exactly Rocket Science
Научная статья: Molecular & Cellular Proteomics (Fry et al., 2013)


Комментарий Алексея Каца (а он, между прочим, в рептилиях шарит, причем в прямом смысле, руками, он ветеринар, вы-то думали, что он просто перевел английскую статью онлайн-переводчиком и сидит себе Малахова по телику смотрит, потягивая «Херши-колу», но нет – он как минимум знает, что такое оокатохус, вот такие люди у нас в журнале работают, так что не надо тут!):

Хотя в нескольких работах Фрай с соавторами присваивают яду варанов, по крайней мере комодского, центральную роль в охоте, Кевин Арбакл (Arbuckle, 2009) в своем рассуждении о функциях яда у варанов приходит к несколько другим выводам (впрочем, они основаны только на обзоре литературы и не подкреплены экспериментальными данными). Защитную функцию в случае с варанами он считает маловероятной из-за их образа жизни. Возможность участия яда в охоте полностью не отрицается, но оно может иметь место только у видов, нападающих на добычу крупнее себя, таких как комодский варан. И даже это Арбакл ставит под сомнение, учитывая способ охоты комодского варана, при котором жертве наносятся сильные повреждения, что само по себе может стать причиной смерти. В конце концов ученый приходит к заключению, что основной функцией яда у варанов является повышение скорости и/или эффективности пищеварения. Это предположение он обосновывает тем, что фосфолипазы яда, помимо нейротоксического действия, также могут разрушать структуру молекул, помогая хищникам переваривать крупную добычу, например позвоночных.

Так, может быть, у питонов и удавов яд тоже сохранился, чтобы облегчить переваривание крупной добычи? Конкретно у питонов фосфолипазы не обнаружены, зато они есть в яде варанов, ядозубов и ядовитых змей. Сам Фрай отмечает, что в действительности протеины яда не являются измененными пищеварительными ферментами, а многие типы токсинов вообще не являются ферментами (Fry, 2005; Fry et al., 2012).

Следует отметить, что, несмотря на предполагаемое участие яда в поддержании гигиены ротовой полости, из пасти комодского варана описана богатая микрофлора – 57 видов бактерий! Среди них была и Pasteurella multocida, которая затем в эксперименте убивала мышей (Montgomery et al., 2002). Сами вараны при этом не болеют, и авторы предположили возможность присутствия антител против Pasteurella в сыворотке крови варанов. Инфекцию, вызванную Proteus sp. после укуса бенгальского варана (V. bengalensis nebulosus), упоминает и известный исследователь биологии варанов Ауффенберг (Auffenberg, 1994). Так что, возможно, говоря о ядовитости «неядовитых» варанов и последствиях укусов, не стоит полностью исключать роль бактерий.


Вот что такое оокатохус! Oocatochus rufodorsatus – красноспинный полоз, змея из семейства ужеобразных, живет на Дальнем Востоке. Он неядовит, не стоит его бояться. Но если будете к нему приставать, он позовет на помощь питона.
Фото: Hippocampus Bildarchiv

Tags: амфибии-рептилии
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 2 comments