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
The Bell сообщил о скором «разводе» Сбербанка и «Яндекса» при участии Абрамовича и ВТБ The Bell сообщил о скором «разводе» Сбербанка и «Яндекса» при участии Абрамовича и ВТБ

«Яндекс» и Сбербанк могут прекратить партнерство в совместных проектах

Forbes
Александр Колмановский: «Детские сады — зло, которого нужно избегать» Александр Колмановский: «Детские сады — зло, которого нужно избегать»

Что не так в детсадовской системе и опасна ли она для детской психики

Psychologies
Соседство с людьми расстроило дружбу жирафов Соседство с людьми расстроило дружбу жирафов

Жирафы, которые живут около масайских деревень, реже общаются с сородичами

N+1
Мясной клуб Мясной клуб

Даже в разгар сезона овощей многие не мыслят жизни без мяса

Худеем правильно
О вкусных преимуществах самоизоляции О вкусных преимуществах самоизоляции

За время карантина приготовление еды стало самым популярным занятием

Здоровье
«Кровавая» работа природы и врачей «Кровавая» работа природы и врачей

Как можно избежать осложнений при переливании крови

Наука и жизнь
Что любил есть Маяковский? Что любил есть Маяковский?

«Ешь ананасы, рябчиков жуй» — и не только

Культура.РФ
Разговорчики в строю Разговорчики в строю

Адвокат Добровинский выполняет заявки читателей

Tatler
Держаться корней Держаться корней

Вершки и корешки все чаще перестают быть скромным гарниром

Bones
Забывание сработало по принципу «все или ничего» и не повлияло на точность памяти Забывание сработало по принципу «все или ничего» и не повлияло на точность памяти

Ассоциирование помогло запомнить событие в целом, но детали забылись

N+1
«Я, беременная, нашла мужа в стриптиз-клубе»: Анна Седокова о драме личной жизни «Я, беременная, нашла мужа в стриптиз-клубе»: Анна Седокова о драме личной жизни

37-летняя Анна Седокова сегодня – успешная певица и любящая мама троих детей

Cosmopolitan
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
Почему пришло время свержения памятников Почему пришло время свержения памятников

Любые памятники могут в определенное время начать мозолить глаза

СНОБ
Гигантский колосс, амбары и викторианский особняк Фридмана: самые необычные дома миллиардеров Гигантский колосс, амбары и викторианский особняк Фридмана: самые необычные дома миллиардеров

Неожиданные дизайнерские решения для домов миллиардеров

Forbes
Мэр интернета: как основатель Reddit Алексис Оганян стал одним из главных борцов за права угнетенных Мэр интернета: как основатель Reddit Алексис Оганян стал одним из главных борцов за права угнетенных

Как и зачем сооснователь Reddit борется за права всех, кому нужна помощь

Forbes
«Русский Джастин Бибер»: как Егор Крид стал кумиром поколения Z и заработал $6,9 млн, несмотря на «развод» с Тимати «Русский Джастин Бибер»: как Егор Крид стал кумиром поколения Z и заработал $6,9 млн, несмотря на «развод» с Тимати

Как Криду удается зарабатывать миллионы, эксплуатируя образ хорошего парня?

Forbes
Процесс для президента: почему Кирилл Серебренников получил условный срок Процесс для президента: почему Кирилл Серебренников получил условный срок

Приговоры по делу «Седьмой студии» — результат компромисса разных групп влияния

Forbes
«Я должен 9,5 миллионов»: как основатель Versus Battle лишился бизнеса и зачем запустил реалити-шоу «Я должен 9,5 миллионов»: как основатель Versus Battle лишился бизнеса и зачем запустил реалити-шоу

Как основатель Versus Battle пытается выбраться из многомиллионных долгов

Forbes
Берегись автомобиля и береги пешехода: как кататься на велосипеде Берегись автомобиля и береги пешехода: как кататься на велосипеде

Далеко не все себе представляют, как безопасно ездить на велосипеде

Популярная механика
Конец любви: как меняется наш основной инстинкт Конец любви: как меняется наш основной инстинкт

Любовь, влечение и секс будут у человечества всегда? Как бы не так!

Psychologies
Развязать язык: Esquire переводит на русский язык плохо поддающиеся переводу иностранные слова Развязать язык: Esquire переводит на русский язык плохо поддающиеся переводу иностранные слова

Чтобы разгадать народ, обратитесь к его непереводимым словам

Esquire
Правила жизни Мэрил Стрип Правила жизни Мэрил Стрип

Актриса, Солсбери, штат Коннектикут, 71 год

Esquire
Затаил обиду? 4 техники, помогающие научиться прощать Затаил обиду? 4 техники, помогающие научиться прощать

Не держи чувство обиды в себе

Playboy
Как эмигрантка из Тайваня стала главой AMD и первой женщиной, возглавившей список самых богатых гендиректоров Как эмигрантка из Тайваня стала главой AMD и первой женщиной, возглавившей список самых богатых гендиректоров

Журнал Barron’s объявил Лизу Су одним из 50 лучших директоров компаний

Forbes
Временное искусство и ландшафтный размах: 5 фактов о художнике Христо Явашеве Временное искусство и ландшафтный размах: 5 фактов о художнике Христо Явашеве

Ушел из жизни американский скульптор и художник Христо Явашев

Esquire
Габриэль Витткоп: Наследства Габриэль Витткоп: Наследства

Отрывок из нового романа французской писательницы Габриэль Витткоп

СНОБ
Как один сайт может предотвратить смерть миллионов российских пчел Как один сайт может предотвратить смерть миллионов российских пчел

Как новые технологии спасут пчел от вымирания

Forbes
Королевы подиума Королевы подиума

Вспоминаем супермоделей 90-х, на которых мы мечтали быть похожими

Лиза
Как Мария Тиника возвращает Петербургу деревья Как Мария Тиника возвращает Петербургу деревья

Мария Тиника создала проект «Деревья Петербурга» и спасает столетние тополя

Собака.ru
Открыть в приложении