Как змеиные яды совершенствовались многие миллионы лет

Популярная механикаПрирода

Змеиные яды: как они работают и можно ли спастись

Змеиные яды – бесспорные шедевры эволюции. Убийственные краски нейротоксинов, яркие тона гемолитических белков... эти коктейли совершенствовались многие миллионы лет и стали настоящими произведениями химического искусства, способного сразить зазевавшегося ценителя наповал.

Роман Фишман

Нам кажется, кто сильнее — тот и главный. Хищники оттачивают реакцию, отращивают острые зубы, тренируют мощные челюсти; травоядные противопоставляют им могучую массу и быстрые ноги. Но яд — это огнестрельное оружие природы, «великий уравнитель». С его появлением слабый может одолеть сильного, медленный догонит быстрого. Недаром до применения токсинов независимо друг от друга «додумались» совершенно разные животные, от медуз до млекопитающих (ядовиты, например, некоторые землеройки), от пауков и насекомых до, конечно же, змей.

Ядовитые животные есть в каждом классе животных (за исключением птиц), но каждый из них двигался к этому своим путем. У медуз появились специализированные стрекательные клетки, содержащие сложную органеллу книдоциль с острым шипом. У пчел и ос под производство яда приспособлены придаточные железы половой системы. Змеиный яд — это слюна, густой водный раствор, содержащий сложную и смертоносную смесь токсичных белков. Он столь безупречен, что уже включает некоторое количество протеолитических ферментов, которые размягчают ткани и начинают переваривать жертву: она все равно никуда не денется.

28cf7577e914059355c5749d17f6299c.jpg
Черная мамба. ЛД50: 0,3 мг/кг (при подкожном введении). Обитающая в Африке Dend-roaspis polylepis — одна из самых пугающих и опасных ядовитых змей мира. Ярко выраженное территориальное поведение делает ее весьма агрессивной к любым нарушителям границ, и если быстро не использовать противоядие, вероятность гибели от укуса составит 100%.

Общий ядовитый предок

До появления методов анализа и сравнения ДНК биологам приходилось опираться на не слишком надежную почву сравнительной анатомии, эмбриологии и смежных дисциплин. Такой традиционный подход говорил, что общий предок всех ядовитых змей мог жить около 100 млн лет назад, когда они уже давно разошлись со своими чешуйчатыми родственниками-ящерицами. В самом деле, ядовитые ящерицы — исключительная редкость, тогда как яд имеется как минимум у четверти видов змей. Тяжелые последствия укусов многих ящериц связывали с бактериями, в том числе и с многочисленными патогенами, которые обитают в их ротовой полости.

Однако не так давно в экспериментах с клеточными культурами обнаружилось, что слюна многих ящериц обладает настоящей токсичностью и способна подавлять свертывание крови, вызывать паралич и прочие неприятные эффекты. Отдельные белковые компоненты змеиного яда найдены у 1500 видов ящериц, включая знаменитых комодских «драконов». Добавив к этому данные химического и ДНК-анализа, ученые выдвинули гипотезу о куда более древнем эволюционном происхождении ядов, относя этот знаменательный момент к общему предку змей, игуан и некоторых других ящериц, который жил около 170 млн лет назад и совершил особые перестройки своего генома.

053c1ea02b732a609f9167708ba46ec0.jpg
Жестокая змея. ЛД50: 0,025 мг/кг (при подкожном введении). Oxyuranus microlepidotus — житель Центральной Австралии — использует самый опасный для человека яд, который включает токсины, действующие на нервную систему и мышцы, печень, почки и сосуды. К примеру, тайкатоксин блокирует перемещение ионов кальция в клетки сердечной мышцы, останавливая их работу.

Гены, кодирующие важные для работы различных клеток и тканей белки, дуплицировались и начали действовать в слюнных железах. Такие дупликации в природе не редкость — например, коротконогость биглей, такс и родственных им пород собак стала результатом удвоения гена сигнального фактора FGF4, участвующего в регуляции роста конечностей. Однако у «ядовитого предка» случайные мутации и отбор изменили функции исходной молекулы — и белок, мирно служивший каким-нибудь регулятором свертывания крови, мог превратиться в убойный токсин, вызывающий ее неконтролируемую коагуляцию. Например, фосфолипаза А2, небольшой и в целом безобидный фермент, участвующий в переваривании липидов, превратился в настоящего киллера, который без разбора уничтожает живые клетки, растворяя их мембраны. И таких киллеров в змеином яде могут быть десятки: на белки приходится до 90% его сухой массы и практически 100% смертельных эффектов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

7 секретов японок для молодости и красоты 7 секретов японок для молодости и красоты

Как японкам удается выглядеть намного моложе своих лет?

Psychologies
Юлия Михалкова: «Я пример для детей» Юлия Михалкова: «Я пример для детей»

Интервью с актрисой и телеведущей Юлией Михалковой

Лиза
4 имитации Марса на Земле 4 имитации Марса на Земле

О том, что удалось выяснить о жизни на красной планете

Популярная механика
«Государство пытается поставить нас в положение магазина бытовой техники в селе без электроэнергии». Адвокат Александр Железников об адвокатуре в России «Государство пытается поставить нас в положение магазина бытовой техники в селе без электроэнергии». Адвокат Александр Железников об адвокатуре в России

Адвокат о состоянии российской адвокатуры и зачем нужно проводить акции протеста

СНОБ
Кто создал проект Loóna, благодаря которому Наталья Водянова крепче спит Кто создал проект Loóna, благодаря которому Наталья Водянова крепче спит

Команда российских разработчиков, которая придумала гениальный проект

GQ
Как огурчик! Как огурчик!

За 7 дней на этой диете ты потеряешь до 4 кг лишнего веса

Лиза
Бумажный флуоресцентный сенсор определил рекордно низкую концентрацию углекислого газа Бумажный флуоресцентный сенсор определил рекордно низкую концентрацию углекислого газа

Бумажный сенсор, способный детектировать концентрации углекислого газа

N+1
Семья карьере не помеха! Семья карьере не помеха!

Иногда профессиональному росту мешает не личная жизнь, а ее отсутствие

Лиза
11 произведений искусства, вдохновленных протестами 11 произведений искусства, вдохновленных протестами

Пока одни митингуют, другие увековечивают свои переживания в творчестве

GQ
Низкие налоги, круглосуточные магазины и все опаздывают: почему иностранцам нравится работать в России Низкие налоги, круглосуточные магазины и все опаздывают: почему иностранцам нравится работать в России

Почему не стоит забывать о том, что Россия — страна карьерных возможностей

Forbes
10 фактов о Спасском соборе 10 фактов о Спасском соборе

Как собор менял свой облик и как его едва удалось спасти от полного разрушения

Культура.РФ
Пародонтит усугубил колит у мышей Пародонтит усугубил колит у мышей

Пародонтит может привести к тяжелому воспалению кишечника

N+1
Палеонтологи реконструировали последнюю трапезу панцирного динозавра Палеонтологи реконструировали последнюю трапезу панцирного динозавра

Анализ содержимого желудка динозавра, что он ел в основном листья папоротников

N+1
Это родинка моя: как и зачем следить за родимыми пятнами? Это родинка моя: как и зачем следить за родимыми пятнами?

Составляем «карту тела» и инструктируем, как проверить родинки дома

Cosmopolitan
12 вариантов семьи — многомужество, групповой брак, полигиния и другие забавы 12 вариантов семьи — многомужество, групповой брак, полигиния и другие забавы

Сколько нужно жен для гармоничного брака?

Maxim
«Хлопок одной ладонью. Как неживая природа породила человеческий разум» «Хлопок одной ладонью. Как неживая природа породила человеческий разум»

Все то, что мы называем человеческим, было предвосхищено неживой материей

N+1
Майк Науменко. Бегство из зоопарка Майк Науменко. Бегство из зоопарка

Отрывок из биографии основателя и солиста советской рок-группы «Зоопарк»

СНОБ
«Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии» «Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии»

Попытки Жозефа Луи Лагранжа и Пьера-Симона Лапласа объяснить ускорение Луны

N+1
Ленин Бессмертный Ленин Бессмертный

Ленин жил! Ленин — жив! Ленин будет жить!

Дилетант
Тактильный голод: почему нам так нужны прикосновения Тактильный голод: почему нам так нужны прикосновения

Живое касание — это одно из самых сильных ощущений

Psychologies
Лениться, как Лев Толстой Лениться, как Лев Толстой

Как лев Толстой боролся с прокрастинацией и двигался к своей цели

Культура.РФ
Как можно с Кореей Как можно с Кореей

Южнокорейские айдолы становятся главными мировыми инфлюенсерами

Vogue
Сражайтесь до последнего! Эльмина не сдалась и победила рак Сражайтесь до последнего! Эльмина не сдалась и победила рак

История девушки, которая не опустила руки вопреки всему и победила рак

Cosmopolitan
Вопрос психологу: что такое коучинг и так ли он хорош на самом деле? Вопрос психологу: что такое коучинг и так ли он хорош на самом деле?

Последние пару лет интернет и соцсети так и пестрят термином «коучинг»

Esquire
Полнолуние Полнолуние

Родкер лежал в лунном кратере среди отработанных ракетных дюз

Наука и жизнь
В чем секрет феноменальной популярности «Сумерек»: преподаватель зарубежной литературы из МГУ разбирает историю о любви вампира и обыкновенной девушки В чем секрет феноменальной популярности «Сумерек»: преподаватель зарубежной литературы из МГУ разбирает историю о любви вампира и обыкновенной девушки

Как «Сумерки» превратились в одну из самых коммерчески успешных мелодрам

Esquire
Мода для всех: кто создает одежду для людей с инвалидностью Мода для всех: кто создает одежду для людей с инвалидностью

Что из себя представляет адаптивная мода сегодня

GQ
Зверский героизм: горящие свиньи, противотанковые мыши и другие животные, повлиявшие на исход ВОВ Зверский героизм: горящие свиньи, противотанковые мыши и другие животные, повлиявшие на исход ВОВ

Победить противника можно с помощью голубиных, лосиных и даже мышиных сил

Maxim
Какие уроки преподала российским компаниям авария в Норильске Какие уроки преподала российским компаниям авария в Норильске

Какой урок может извлечь индустрия из аварии в Норильске

Forbes
Фрол Буримский Фрол Буримский

Модный специалист Фрол Буримский предвосхитил тренд на внутренний туризм

Собака.ru
Открыть в приложении