Jad plujących kobr wyewoluował by zadawać ból

Plujące kobry chronią się, strzelając strumieniami jadu w oczy napastników. Nowe badanie sugeruje, że w ciągu kilku milionów lat wszystkie trzy grupy plujących niezależnie dostosowywały skład chemiczny swoich toksyn w ten sam sposób, aby zadawać ból potencjalnemu drapieżnikowi. Praca dostarcza nowatorskiego przykładu zbieżnej ewolucji, która „pogłębia naszą wiedzę na temat tego wyjątkowego systemu” dostarczania jadu, mówi Timothy Jackson, toksynolog ewolucyjny z University of Melbourne.

Podobnie jak inne kobry, kobry plujące będą gryźć napastników w samoobronie. Jednak plucie jest ich charakterystycznym ruchem. Potrafią skierować strumień jadu w twarz napastnika z odległości większej niż 2 metry, celując w oczy. Zachowanie to jest tak groźną obroną, że wyewoluowało niezależnie trzykrotnie: u kobr azjatyckich, kobr afrykańskich i kuzyna kobry zwanego rinkhals (Hemachatus haemachatus ), który żyje w południowej Afryce.

Naukowcy wcześniej odkryli, że jad niektórych innych węży wyewoluował, by lepiej opanować ich zdobycz. Analizując jady 17 plujących i nieplujących gatunków – i mierząc ich działanie – biolog zajmujący się jadami Nicholas Casewell z Liverpool School of Tropical Medicine i jego współpracownicy sprawdzili, czy skład jadu kobry plującej również zmienił się z biegiem czasu i stał się skuteczniejszą obroną.

Najpowszechniejszymi związkami w jadzie kobry są tak zwane toksyny na trzy palce – białka nazwane ze względu na ich trójwymiarowy kształt chemiczny, a a nie liczbę cyfr, których utraty można się spodziewać, jeśli wąż ugryzie cię w rękę. Toksyny na trzy palce są równie obfite w jadzie gatunków plujących i nieplujących, Casewell i współpracownicy stwierdzili, że stanowią około 60% toksycznych cząsteczek. Jednakże jad plujących gatunków zawierał wyższy poziom innej grupy białek znanych jako toksyny fosfolipazy A2, które nieplujące gatunki produkują tylko w małych ilościach lub wcale.

Aby zbadać wpływ dodatkowych białek fosfolipazy A2, naukowcy zakrapiali różne kombinacje toksyn z węży na wyizolowane nerwy myszy, które są wrażliwe na ból. Im więcej neuronów pobudza dana toksyna, tym większy będzie ból. Badacze ustalili, że toksyny na trzy palce wywoływały większy ból w połączeniu z toksynami fosfolipazy A2 niż samodzielnie. Na przykład, kiedy badacze zastosowali oba rodzaje toksyn z jadu rinkhals do nerwów myszy, mieszanka pobudziła około dwa razy więcej komórek nerwowych niż same toksyny na trzy palce rinkhals, donoszą w Science.

Praca sugeruje, że selekcja naturalna dostroiła skład jadu węży, aby uczynić go lepszą obroną, mówi Casewell. Fakt, że te trzy grupy plujących kobr niezależnie od siebie znalazły to samo rozwiązanie – zwiększoną ilość toksyn fosfolipazy A2 – jest przykładem ewolucji konwergentnej, w której gatunki, które nie są blisko spokrewnione, ale stają przed podobnymi wyzwaniami związanymi z przetrwaniem, nabywają podobne adaptacje. ” Ewolucja może być bardzo powtarzalna,” mówi Casewell.

Logika ewolucyjna badania ma sens, mówi toksynolog Stephen Mackessy z University of Northern Colorado w Greeley, który nie był powiązany z badaniami. Zwiększenie siły wywołującej agonię jadu pomogłoby wężom odstraszać drapieżniki, ponieważ „jednym z najlepszych narzędzi uczenia się jest wytwarzanie bólu” – mówi. Ale Joe Alcock, badacz medycyny ewolucyjnej na University of New Mexico w Albuquerque, mówi, że możliwe jest, że uszkodzenie oczu napastnika było siłą napędową do ewolucji unikalnej chemii. „Oślepienie drapieżnika uniemożliwiłoby atak niezależny od bólu” – mówi.

Dlaczego niektóre kobry zaczęły rozpylać jad, a nie tylko dostarczać go poprzez ukąszenia, pozostaje niejasne. Niektórzy badacze twierdzą, że takie zachowanie chroni węże przed rozdeptaniem przez kopytne ssaki. Casewell zauważa jednak, że boczne oczy bawołów, zebr i innych ssaków o ciężkich stopach byłyby trudne do trafienia pojedynczym strumieniem jadu. Zamiast tego, on i jego koledzy postulują, że wczesni ludzie motywowali powstanie zachowań związanych z pluciem. Nasi przodkowie byliby zagrożeniem dla węży, a oni wygodnie mieli oczy skierowane do przodu, które byłyby dobrym celem dla strumienia trującego jadu.

Źródło: Mitch Leslie

Convergent evolution of pain-inducing defensive venom components in spitting cobras

Zdjęcie: THE TRUSTEES OF THE NATURAL HISTORY MUSEUM, LONDON; CALLUM MAIR

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x