Ученые выяснили, зачем змеям на самом деле нужен яд

В царстве животных любая вылазка на охоту или столкновение с хищником — смертельно опасная ситуация. Для того, чтобы пережить оба варианта развития событий, животные выработали множество орудий, и яды — одни из самых эффективных. Но для чего они должны быть приспособлены в первую очередь: для охоты или самозащиты? Портал theconversation.com рассказал о научной работе, которая попыталась найти ответ. © Wikipedia Яды — сложные химические коктейли, чей состав фундаментально зависит от их задачи. Хищные яды атакуют несколько видов тканей одновременно, чтобы иммобилизовать жертву. А вот у защитных ядов другая задача и механизм действия: они признаны, в первую очередь, быстро вызвать сильную боль, чтобы отпугнуть хищника. Например, в эту категорию входят жала пчел. Но из-за различий между ядами появляется противоречие. Что если животное хочет использовать свой яд и для охоты, и для самозащиты? На этот вопрос не так-то легко ответить, потому что объем ядовитых желез ограничен, а производство ядов, по мнению ученых, расходует энергию организм. Поэтому многие животные делают акцент на чем-то одном, тем самым жертвуя другим. Ядовитые змеи — пожалуй, самые хорошо изученные ядовитые организмы, и на то есть хорошая причина. К сожалению, укусы таких змей по-прежнему остаются большой медицинской проблемой, особенно в тропических странах. Ежегодно свыше 100 000 человек умирают от ядов змей, а более 400 000 в результате укуса страдают от долгосрочных травм. В теории, противоядия могут предотвратить многие подобные смерти, но тут появляется другая проблема. Ядовитые змеи вырабатывают очень разные токсины, причем не только между видами, но и внутри разных популяций одного и того же вида. То есть, противоядие, разработанное для одного региона, может попросту не работать в другом. Именно в вопросе разнообразия токсинов и пытаются разобраться ученые, поскольку это позволит сделать шаг к разработке более эффективных лекарств. Многие змеи пользуются ядами и для охоты, и для самообороны. У науки есть достаточно доказательств того, что диета — центральный фактор, влияющий на состав яда множества видов. Но, в то же время, защиту от хищников как драйвер эволюции исследовали гораздо меньше, и тем более никогда не сравнивали ее с диетой. Авторы научной работы, опубликованной в журнале Toxins, отталкивались от гипотезы, что змеям, охотящимся на легкую, не очень рискованную добычу, вроде насекомых, не нужны смертоносные хищные яды. Им проще инвестировать ресурсы в более защитные, болезненные соединения. Чтобы проверить эту теорию, они рассмотрели степных гадюк, живущих в альпийских долинах и степях Евразии. Почему? Потому что их диета отличается от других гадюк: степные почти целиком питаются кузнечиками и саранчой. При этом сами гадюки часто становятся жертвой хищных птиц, барсуков и лисиц. На них оказывается эволюционное давление, которое как раз может привести к выработке защитного яда. Для исследования ученые собрали образцы яда у разных популяций степных гадюк в Европе. Они также добыли яд у других европейских гадюк, питающихся преимущественно более опасной добычей, вроде грызунов. Чтобы измерить уровень боли, специалисты проверили яды на культивированных нейронных клетках, которые отвечают в организме за болевой отклик. Если такая клетка активируется, чтобы отправить сигнал боли, то в нее поступают ионы кальция. Поэтому, чтобы отслеживать реакцию клеток, авторы работы обработали их флуоресцентным пигментом, реагирующим на кальций, после чего измерили количество выделяемого света. Неожиданно, но, вне зависимости от диеты, ни один из ядов не активировал эти клетки — даже яды гадюк, поедающих насекомых. Похоже, у европейских гадюк, как и у большинства других змей, яд в первую очередь предназначен для охоты на добычу, а не для защиты от других хищников. Нельзя сказать, что укус этих змей будет безболезненным; просто боль — не более чем побочный эффект других механизмов яда, таких как воспаление, деградация тканей или мышечные спазмы. Однако есть и исключения. Некоторые токсины, встречающиеся среди компьеголовых и коралловых змей, оказывают прямое воздействие на болевые рецепторы. Правда, подобные яды задокументированы лишь у малого количества видов, и их экологическая функция по-прежнему не понятна.