Вчені встановили, що сколопендри виду Scolopendra morsitans, що мешкають у багатьох частинах земної кулі, можуть варіювати склад отрути залежно від мети її використання – для нападу на видобуток або для захисту від хижаків. Відкриття побічно вказує, що отрути інших тварин можуть бути складнішими, ніж раніше вважалося.
Багатоніжки – велика група членистоногих, що включає приблизно 12 тисяч видів, у тому числі сколопендр Scolopendra morsitans. З’явившись на планеті понад 400 мільйонів років тому, ці істоти одними з перших стали активно використовувати отруту для знерухомлення видобутку — цвіркунів, тарганів та іншої дрібної живності. Однак самі багатоніжки теж можуть стати чиєюсь жертвою, тому отрута їм потрібна і для захисту.
Докладніше вивчити токсичний «арсенал» S. morsitans вирішили вчені з університету Квінсленду (Австралія) у співпраці з колегами з Університету Осло (Норвегія). Їхня спільна стаття нещодавно вийшла в журналі Nature Ecology & Evolution.
Поряд зі звичайним способом отримання отрути, у якому його секрецію викликали за допомогою електростимуляції, дослідники застосували ще один метод. Сколопендр змушували жалити покриту парафіном пробірку, імітуючи напад на них. Наступні експерименти та аналізи токсинів показали, що зібрана по-різному отрута S. morsitans відрізнялася.
Зокрема, у дослідах на цвіркунах обидві отрути призводили до паралічу комах. Одночасно, коли їх випробували на лабораторній моделі з використанням сенсорних нейронів хребетних (щурів і мишей), з’ясувалося, що друга отрута, яку сколопендри виробляли в ситуації захисту, викликала больову реакцію в рецепторах.
Тоді вчені препарували отруйні залози і проаналізували залишки токсинів, що містилися в них, після тестів, в яких сколопендр спонукали атакувати видобуток і захищатися від нападу. Рідина хроматографія з тандемною мас-спектрометрією підтвердила, що секреція отрути в оборонних та хижацьких цілях призводила до зміни у складі токсинів.
У пошуку механізмів, що дозволяють S. morsitans керувати секрецією отрути, дослідники зробили знімки їх отруйних залоз під електронним мікроскопом. В результаті вдалося виявити два види секреторних клітин. У перших виділення речовин відбувалося при стисканні навколишніх м’язів, а другі реагували на хімічні сигнали гормонів та нейротрансмітерів, таких як серотонін. Шляхом такої дворівневої системи сколопендри можуть вибірково активізувати різні поєднання токсинів і виробляти потрібний тип отрути залежно від ситуації.
На думку вчених, подібна схема могла виробитися у багатоніжок у процесі еволюції як спосіб не залишатися вразливими після витрачання отрути, запаси якої відновлюються повільно. «Захисна» комбінація токсинів викликає більш болісну реакцію, що дозволяє відлякати інших хижаків у разі можливого нападу.
Коментуючи нову роботу виданню The New York Times, зоолог Мішель Дюгон (Michelle Dugon) з Ірландського національного університету в Голуеї, який не брав участі в дослідженні, заявив, що відкриття колег вражають і одночасно лякають. Поки не відомо, чи інші отруйні тварини можуть змінювати склад «токсичних коктейлів». З усім тим, виявлена у сколопендр особливість означає, що дані багатьох минулих досліджень можуть виявитися неповними, сказав учений.