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
«Мы больше животные, чем представляем себе»: как обычные люди превращаются в мародеров «Мы больше животные, чем представляем себе»: как обычные люди превращаются в мародеров

Как легко мы теряем человеческий облик, оказавшись частью толпы

Psychologies
Вместе или врозь Вместе или врозь

Всё чаще можно услышать, что огурцы не «дружат» с помидорами

Худеем правильно
Ограбление по-боснийски: Сказ про самое дерзкое и хитроумное преступление XXI века Ограбление по-боснийски: Сказ про самое дерзкое и хитроумное преступление XXI века

История ограбления с игрушечным автоматом и надувной женщиной

Maxim
Кто стоит за самыми перспективными стартапами по версии Forbes Кто стоит за самыми перспективными стартапами по версии Forbes

Кто стоит за стартапами, которые в скором времени могут подорожать до $1 млрд

Forbes
Как успешно пройти онлайн-собеседование Как успешно пройти онлайн-собеседование

Не забывайте про несколько простых правил при прохождении собеседования онлайн

Psychologies
Наследник всех своих родных. Первые роли и личная жизнь Ивана Янковского Наследник всех своих родных. Первые роли и личная жизнь Ивана Янковского

Ивану Янковскому приходилось доказывать свою профессиональную состоятельность

Cosmopolitan
Новые записки Хендрика Груна из амстердамской богадельни Новые записки Хендрика Груна из амстердамской богадельни

Главы из дневника Хендрика Груна — жителя амстердамского дома опеки

СНОБ
Мясник или гений: эксперименты «отца современной гинекологии» Мясник или гений: эксперименты «отца современной гинекологии»

Джеймс Марион Симс считается одной из самых противоречивых фигур в медицине

Популярная механика
Талантливый балаган с медведями: как сериал «Великая» рассказывает историю сильной женщины в мужском мире Талантливый балаган с медведями: как сериал «Великая» рассказывает историю сильной женщины в мужском мире

Почему «Великую» надо смотреть через иную оптику

Forbes
11 произведений искусства, вдохновленных протестами 11 произведений искусства, вдохновленных протестами

Пока одни митингуют, другие увековечивают свои переживания в творчестве

GQ
«Прекрасная эпоха»: сказка о потерянном времени «Прекрасная эпоха»: сказка о потерянном времени

Ностальгия способна сыграть с нами злую шутку

Psychologies
Предсказания от ИИ: турецкий предприниматель запустил сервис для гадания на кофейной гуще и получил 5 млн пользователей Предсказания от ИИ: турецкий предприниматель запустил сервис для гадания на кофейной гуще и получил 5 млн пользователей

Благодаря ИИ у турков нет необходимости обращаться к гадалкам

VC.RU
В черном, белом, нарядном и без штанов: как в разное время выходили на протесты В черном, белом, нарядном и без штанов: как в разное время выходили на протесты

Как одежда становилась символом сопротивления

Esquire
«Хроники Люциферазы. Три корабля»: отрывок из книги Натальи О'Шей «Хроники Люциферазы. Три корабля»: отрывок из книги Натальи О'Шей

Роман Натальи О'Шей о космосе, неизведанной планете, любви и преданности

Cosmopolitan
10 причин смотреть сериал 10 причин смотреть сериал

Жанр, триумфально вернувшийся на большие экраны и стриминговые сервисы

Esquire
Философия стоиков как путь к успеху: почему чтобы попасть в цель, нужно перестать этого хотеть Философия стоиков как путь к успеху: почему чтобы попасть в цель, нужно перестать этого хотеть

Фрагмент книги «Сила спокойствия» Райана Холидея

Inc.
Дарья Мороз: Артисты тотально психически неуравновешенны Дарья Мороз: Артисты тотально психически неуравновешенны

Дарья Мороз рассказала о том, почему не хочет быть артисткой

СНОБ
4 монолога о расовой дискриминации в России 4 монолога о расовой дискриминации в России

Истории людей, которые столкнулись с дискриминацией из-за своего цвета кожи

СНОБ
Машину отобрали через год после покупки. Как избежать неприятностей? Машину отобрали через год после покупки. Как избежать неприятностей?

Что следует учитывать при покупке машины на вторичном рынке?

РБК
Три истории о закредитованности Три истории о закредитованности

Уровень долговой нагрузки россиян достиг максимального значения

СНОБ
Шахматный партер Шахматный партер

Важнейшим из искусств для нас теперь является шахматная рассадка

Огонёк
Женщины — демократичные, мужчины — авторитарные. Почему большинство россиян волнует не пол, а возраст начальника Женщины — демократичные, мужчины — авторитарные. Почему большинство россиян волнует не пол, а возраст начальника

Есть ли различия в стиле руководства между мужчинами и женщинами?

Forbes
Молодые белые акулы у берегов Австралии предпочли скатов и пелагических рыб Молодые белые акулы у берегов Австралии предпочли скатов и пелагических рыб

Самый популярный кормовой объект молодых акул из вод восточной Австралии

N+1
Почему дело против Навального не пойдет на пользу власти Почему дело против Навального не пойдет на пользу власти

Кремль рассчитывает на осуждение оппозиционера, «оклеветавшего» ветерана войны

СНОБ
Тонкая работа Тонкая работа

Старинный художественный промысел родом из Ростова Великого

Лиза
10 любимых фильмов ужасов Квентина Тарантино 10 любимых фильмов ужасов Квентина Тарантино

Тарантино плохого не посоветует

Maxim
Честные вопросы, которые помогут расстаться с лишним весом Честные вопросы, которые помогут расстаться с лишним весом

Длительный карантин принес с собой и лишние килограммы

Psychologies
Окрошка Окрошка

Вечная дискуссия о том, как готовить окрошку, с каждым летом усиливается

Weekend
Терапия измены: чем может помочь психолог, если вы решили сохранить брак Терапия измены: чем может помочь психолог, если вы решили сохранить брак

Как пережить измену с помощью психотерапии

Cosmopolitan
Открыть в приложении