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
Клубничный бой: как Павел Грудинин бьется за «Совхоз имени Ленина» со структурами депутата-единоросса, приставами и чиновниками Клубничный бой: как Павел Грудинин бьется за «Совхоз имени Ленина» со структурами депутата-единоросса, приставами и чиновниками

В «Совхозе имени Ленина» уже третий год идут распри

Forbes
Конор Макгрегор снова завершил карьеру бойца, но ему никто не верит Конор Макгрегор снова завершил карьеру бойца, но ему никто не верит

Насколько серьезны намерения ирландца Конора Макгрегора

GQ
Задачка с подвохом: как разыграли Эйнштейна Задачка с подвохом: как разыграли Эйнштейна

Загадка, которая заставила Альберта Эйнштейна хорошенько поскрипеть мозгами

Популярная механика
Новая уязвимость в процессорах Intel поставила под угрозу весь мир Новая уязвимость в процессорах Intel поставила под угрозу весь мир

Насколько важно регулярно обновлять программное обеспечение

Популярная механика
Пиво не содержит женских гормонов: мифы о пиве Пиво не содержит женских гормонов: мифы о пиве

Пиво – возможно, один из самых ранних напитков, созданных руками человека

Популярная механика
Правила жизни Майка Тайсона Правила жизни Майка Тайсона

Правила жизни знаменитого боксера Майка Тайсона

Esquire
Одна вокруг света на карантине: как не стать чьим-то ужином в дикой природе Одна вокруг света на карантине: как не стать чьим-то ужином в дикой природе

74-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Больная тема Больная тема

В чем основные причины боли и дискомфорта во время интимной близости

Лиза
Возвращение волков в Йеллоустон помогло ивам стать выше Возвращение волков в Йеллоустон помогло ивам стать выше

Реинтродукция волков в Йеллоустон привела к восстановлению ивовых зарослей

N+1
Найден способ измeрить скорость вeтра по всей высоте атмосферы Найден способ измeрить скорость вeтра по всей высоте атмосферы

Новый метод дистанционного зондирования скорости ветра

Популярная механика
Как ученый из СССР создал одну из главных американских компаний в области ИИ Как ученый из СССР создал одну из главных американских компаний в области ИИ

Евгений Ижикевич — о том, почему нейроученый должен уметь программировать

Inc.
Эксклюзив Cosmo: Айза Анохина о романе с Олегом Майами, разводе и новом шоу Эксклюзив Cosmo: Айза Анохина о романе с Олегом Майами, разводе и новом шоу

Мы расспросили Айзу о разводе, отношениях с Олегом Майами и сложностях в семье

Cosmopolitan
Высокое и низкое давление: что важно знать о здоровье каждому Высокое и низкое давление: что важно знать о здоровье каждому

Проблемы с артериальным давлением редко беспокоят в возрасте до 40 лет

Популярная механика
6 самых ярких «Опелей» в истории 6 самых ярких «Опелей» в истории

Шесть симпатичных друзей «Мокки»

Maxim
Ополовники узнали родственников по голосу и избежали инцеста Ополовники узнали родственников по голосу и избежали инцеста

Длиннохвостые синицы узнают детей и родителей по голосу и не спариваются с ними

N+1
Нина Тарасова: «Следовать за мечтой всегда тяжело, но как жить иначе?» Нина Тарасова: «Следовать за мечтой всегда тяжело, но как жить иначе?»

Как Нина Тарасова из режиссера стала шеф-кондитером

Bones
Как развить в ребенке креативность Как развить в ребенке креативность

Отрывок из книги Дмитрия Чернышёва о том, как помочь ребенку полюбить школу

СНОБ
16 лучших мультфильмов всех времен (для любой возрастной категории) 16 лучших мультфильмов всех времен (для любой возрастной категории)

Анимационные фильмы снимают не только для детей

Esquire
Он подсадил на десерты Александра Овечкина, Филиппа Киркорова и Егора Крида Он подсадил на десерты Александра Овечкина, Филиппа Киркорова и Егора Крида

Интервью с Ренатом Агзамовым – о тортах, тортах и ни о чем, кроме тортов

GQ
Учёные нашли способ увеличить ёмкость аккумуляторов с помощью сурьмы: как это работает и есть ли альтернативы Учёные нашли способ увеличить ёмкость аккумуляторов с помощью сурьмы: как это работает и есть ли альтернативы

Группа исследователей попробовала улучшить литий-ионные аккумуляторы

VC.RU
Дома без папы Дома без папы

Дарья Мельникова самоизолировалась на страницах MAXIM без масок и одежды

Maxim
Кто первым начал коллекционировать картины в России? Кто первым начал коллекционировать картины в России?

Произведения живописи в России начали коллекционировать после XVIII века

Культура.РФ
Бренды веером: 6 марок, которые любят понты Бренды веером: 6 марок, которые любят понты

Эти бренды хотят заставить полюбить их и тебя

Playboy
Что нужно знать о декабристах Что нужно знать о декабристах

Феномен декабристов в цифрах и фактах

Культура.РФ
Мы разобрались, как работает тикток Мы разобрались, как работает тикток

Как угодить алгоритмам и попасть в «Рекомендованное» в TikTok?

GQ
Репрограммирование клеток в мозге живой мыши сняло симптомы болезни Паркинсона Репрограммирование клеток в мозге живой мыши сняло симптомы болезни Паркинсона

Популяцию нейронов удалось частично пополнить за счет астроцитов

N+1
Едят жир и худеют: звезды, которые выбрали кетодиету Едят жир и худеют: звезды, которые выбрали кетодиету

Эти знаменитости, сидящие на «кето», добились прекрасных результатов

Cosmopolitan
«Это нужно отметить»: как распознать первые признаки алкогольной зависимости «Это нужно отметить»: как распознать первые признаки алкогольной зависимости

Алкоголизм и его последствия ежегодно уносят жизни огромного количества людей

Psychologies
Спиновое стекло самообразовалось в монокристаллических островках неодима Спиновое стекло самообразовалось в монокристаллических островках неодима

Как возникает новый тип самообразующегося спинового стекла

N+1
Открыть в приложении