Біологія
Біологія

Складність зміїної отрути описали філогенетичним різноманіттям дієти змій

Складність зміїної отрути залежить від того, наскільки еволюційно віддалені одне від одного жертви конкретної отруйної змії. Такого висновку дійшли науковці з Університету Клемсона, дослідивши склад та раціон більш ніж 45 видів змій Північної Америки. Результати опубліковані в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

Sistrurus miliarius streckeri поїдає жабу. Kyle Hutchison / Clemson University

Sistrurus miliarius streckeri поїдає жабу. Kyle Hutchison / Clemson University

Що незвичайного помітили в отруті змій?

Науці відомі більше ніж три тисячі видів змій, і близько чверті з них мають небезпечну для їхніх жертв отруту, що по суті є модифікованою слиною. Однак остання не є однаковою у всіх них. Деякі змії менш отруйні, які становлять серйозну загрозу лише для невеликих тварин, що вони ними харчуються, а отрута інших може вбивати людину й більших тварин. Всі зміїні отрути є складними речовинами, цілим коктейлем токсичних хімічних сполук, але досліди показують, що у різних видів змій ця складність сильно варіює. При цьому, схоже, вона залежить від дієти рептилії. Приміром, у морської змії Aipysurus eydouxii, яка харчується винятково ікрою риб, отрута суттєво простіша, ніж у мокасинової водяної змії (Agkistrodon piscivorus), що може живитися рибою, жабами, ссавцями, птахами, зміями, ящірками та іноді черепахами, і чия отрута може складатися із 70 білків. Науковці з Університету Клемсона вирішили детальніше дослідити варіації в складі зміїних отрут та з'ясувати, яка роль зміїної дієти в цьому.

Як вони це досліджували?

Науковці зібрали зразки отрути та отруйних залоз 169 різних змій, що населяють різні регіони Північної Америки. Ці рептилії представляють 46 видів трьох родів: Agkistrodon, Crotalus та Sistrurus. За допомогою сучасних методів секвенування вчені створили найбільшу на сьогодні базу даних протеомів та транскриптомів отруйних залоз змій. Результати аналізу складу отрути цих змій дослідники порівняли із різноманітністю дієти тварин.

Що нового дізналися про змій?

Дослідження показує, що справді складність отрути змій залежить від різноманітності її раціону: остання визначала від 25 до 40 відсотків варіацій складності отрути. Тобто, якщо змія харчуватиметься на різних видах ссавців, її отрута буде суттєво простішою, ніж у змії, що живиться різними видами земноводних, птахів, ссавців та рептилій, порівнюють вчені. Все через те, що окремі компоненти отрути по-різному діють на представників різних груп тварин, а пристосування у вигляді багатьох різних токсинів в слині допомогло успішніше на них полювати. Тож автори припускають, що саме видове, а не кількісне багатство в екологічному угрупованні посприяло еволюції складних пристосувань.

Особливо сильно залежав від різноманіття дієти змій вміст в отруті таких сполук як серинові протеази, металопротеази та фосфоліпази. Однак різноманітний раціон не мав впливу на вміст лектинів С-типу, зазначають автори.

Хоча результати вказали на зв'язок харчування та складу отрути змій, залишається незрозумілим, чим зумовлена решта 60-75 відсотків варіацій в складності отрути. Це питання важливо вивчати й надалі, оскільки краще розуміння зміїних отрут може сприяти розробленню нових ліків. Так, уже зараз похідні від цих отрут сполуки використовують для лікування хвороб серця, тромбозів та високого кров'яного тиску.