Міжнародна група дослідників виявила «безпрецедентну» стійкість до зміїної отрути у несподіваного виду — безногих амфібій, відомих як цецілії. Дослідження опубліковано в International Journal of Molecular Sciences. Доцент Університету Квінсленда Брайан Фрай очолив дослідження, яке, за його словами, є надійною моделлю для фундаментальної еволюційної концепції взаємодії хижаків і жертв.
«Наше дослідження є хрестоматійним прикладом того, як один хижацький тиск може спровокувати еволюційний каскад, коли той самий спосіб відсічі виникає незалежно кілька разів у різних лініях виду», — сказав доктор Фрай.
«У цьому випадку ключовим хижацьким тиском стала поява елапідних змій, таких як кобри та коралові змії, які характеризуються еволюцією нового способу доставки отрути за допомогою своїх порожнистих, фіксованих іклів, схожих на шприц.
«Незважаючи на те, що цецілії досить слизькі, вони схожі на черв’яків у своїй пересуванні та швидкості, і вони були неймовірно легкою здобиччю для кобр та інших змій, які використовували свої ікла, щоб убити їх і з’їсти пізніше.
«Це була б абсолютна різанина до того моменту, коли елапіди в основному паслися на цеціліях, що сприяло швидкому поширенню елапідів по Африці, Азії та Америці.
«Здатність цециліану вистояти й розвиватися, незважаючи на ці тиски, схожа на фільм — як ті, хто пережив Судний день, відбиваються, змінюючи хімічний ландшафт».
Команда досліджувала види цецилій з усіх відомих сімейств у всьому світі, включаючи види на Сейшельських островах, до яких ніколи не потрапляли елапідові змії.
Провідний автор, Марко Манкузо з Лабораторії еволюції амфібій Vrije Universiteit Brussel, сказав, що дослідження включало використання колекцій тканин для секвенування частини нервово-м’язового рецептора у черв’яків, пов’язаних токсинами зміїної отрути.
«Ми показали, що резистентність до нейротоксинів зміїної отрути еволюціонувала принаймні в 15 разів, що є абсолютно безпрецедентним», — сказав пан Манкузо.
«Особливо цікавим підтвердженням теорії було те, що цецилії на Сейшельських островах не були стійкі до зміїної отрути, що узгоджується з тим, що елапіди ніколи не досягали цих островів.
«Це надзвичайний сигнал для відповіді на такий сильний тиск селекції, де вижили від натиску були ті, хто був трохи менш чутливим до отрути, а деякі мали мутації, які зробили їх повністю несприйнятливими. «Це були ті, що знову заселили землю після епідемії зміїної чуми».
Доктор Фрай сказав, що цецилії змогли досягти такої ніколи раніше не баченої стійкості до отрути, застосувавши три різні види біологічних методів.
«Один із них — це створення певної форми барикади, яка блокує здатність токсинів досягати рецепторів, які зазвичай викликають смертельну реакцію», — сказав він. «Другою формою опору є зміна фізичної форми рецептора.
«Оскільки токсини еволюціонували до ключів і вставлялися в рецептор, схожий на замок, зміна форми означає, що токсин більше не підходить. «Нарешті, цецилії по суті використовують електромагнітну «зброю», яка змінює заряд під час взаємодії токсину з рецептором.
«Відштовхування від позитивного заряду до позитивного зростає експоненціально, чим ближче об’єкти зближуються, як при спробі змусити два магніти разом. «Ця кишеня рецептора зазвичай негативно заряджена, тому зміїні токсини еволюціонували з позитивним зарядом, щоб допомогти керувати зв’язуванням.
«Мутація, коли рецептор тепер позитивно заряджений, як токсини, електростатично відштовхує токсини».
Доктор Фрай сказав, що хоча результати не приведуть до будь-яких нових прямих переваг для людини, таких як нова протиотрута, результати мають перевагу демонстрації важливої еволюційної взаємодії в цікавий спосіб для наступного покоління вчених.
«Тварини, які вбивають інших тварин, і здобич, яка розвивається, щоб уникнути хижаків, — це те, що, на мою думку, завжди захоплює людей, особливо молодь, яка тільки починає займатися наукою». Джерело