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
Ролевые игры для двоих взрослых: интересные сценарии и советы для новичков Ролевые игры для двоих взрослых: интересные сценарии и советы для новичков

Приготовьтесь, это будет горячо!

Playboy
Рождение легенды Рождение легенды

Производство вычислений во всяком деле имеет важное значение

Наука и жизнь
Пять экранизаций русских книг, которые мы ждем в 2020 году Пять экранизаций русских книг, которые мы ждем в 2020 году

Пять современных русских романов, экранизацию которых мы очень ждем прямо сейчас

Esquire
Живу с мужем, но мечтаю о других Живу с мужем, но мечтаю о других

Что такое комплекс Рыцаря и Негодняя, как он влияет на семейную жизнь?

Psychologies
Назад в восьмидесятые: 13 лучших фильмов декады Назад в восьмидесятые: 13 лучших фильмов декады

Квентин Тарантино как-то назвал восьмидесятые худшей вехой в истории кино

Esquire
История одной песни: «Tainted Love» История одной песни: «Tainted Love»

Песня, которую все стали слушать в 2000-е, хотя она прославилась в 80-е

Maxim
10 фильмов, из-за которых критики разругались со зрителями 10 фильмов, из-за которых критики разругались со зрителями

Мнение кинокритиков и зрителей порой расходится кардинально

Maxim
Что скрывает вечная мерзлота: залежи метана в термокарстовых озерах Что скрывает вечная мерзлота: залежи метана в термокарстовых озерах

Ученые исследовали процессы образования и окисления метана

Популярная механика
Первый как второй Первый как второй

Во многих из ресторанов работают вторые шефы

Bones
Стволовые клетки мозга обманули гематоэнцефалический барьер Стволовые клетки мозга обманули гематоэнцефалический барьер

Барьер между кровью и тканями головного мозга не так прочен, как считалось ранее

N+1
Может ли няня или бабушка заменить маму? Может ли няня или бабушка заменить маму?

Получится ли на расстоянии остаться для сына или дочери самым близким человеком

Psychologies
Оксфорд на дому: как онлайн-сервисы перевернут рынок образования Оксфорд на дому: как онлайн-сервисы перевернут рынок образования

Станет ли онлайн-образование по-настоящему массовым?

Forbes
Главные фильмы Киры Муратовой Главные фильмы Киры Муратовой

Рассказываем о пяти самых значимых фильмах режиссера Киры Муратовой

Культура.РФ
Химики подтвердили возможность одновременного появления ДНК и РНК на заре жизни Химики подтвердили возможность одновременного появления ДНК и РНК на заре жизни

Нуклеиновые кислоты обоих типов образовывались в одно и то же время

N+1
Идем по грибы Идем по грибы

Как по ошибке не положить в корзинку ложный и опасный гриб

Лиза
Война за воспитание Война за воспитание

Что делать, если в семье ругань из-за педагогических методов

Psychologies
Углеродные нанотрубки: как в России создают невозможные материалы Углеродные нанотрубки: как в России создают невозможные материалы

Российская компания OCSiAl синтезирует более 90% объема уникального материала

Популярная механика
Porsche 911 Targa и Audi SQ8 Porsche 911 Targa и Audi SQ8

Автомобильные новинки с Алексеем Харнасом

Weekend
Как Николай Чудотворец стал Санта-Клаусом? Как Николай Чудотворец стал Санта-Клаусом?

Краткая история главного рождественского персонажа

Культура.РФ
«Всё должно быть по любви» «Всё должно быть по любви»

Для актрисы Ирины Горбачёвой, кажется, не существует никаких преград

OK!
Мышам с моделью болезни Альцгеймера помогли вспомнить забытое Мышам с моделью болезни Альцгеймера помогли вспомнить забытое

Открыто новое направление исследования деменции и путей ее лечения

N+1
Построены и забыты: история монорельсовых дорог Построены и забыты: история монорельсовых дорог

Сто лет назад монорельсу пророчили большое будущее

Популярная механика
«Брошена на землю»: рассказ поэтессы и прозаика Аллы Горбуновой «Брошена на землю»: рассказ поэтессы и прозаика Аллы Горбуновой

Отрывок из сборника рассказов Аллы Горбуновой про героев из девяностых и нулевых

Esquire
Конец «путинского большинства»: о чем на самом деле говорится в докладе группы Белановского Конец «путинского большинства»: о чем на самом деле говорится в докладе группы Белановского

О докладе социологов, предсказавший рост в России протестных настроений

Forbes

Архивное интервью с писателем Джеймсом Болдуином о расизме

Esquire
Почему измена причиняет нам такую боль Почему измена причиняет нам такую боль

Почему предательство партнера приносит столько страданий

Psychologies
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
Извержение вулкана на Аляске связали с падением Римской республики Извержение вулкана на Аляске связали с падением Римской республики

Как извержение вулкана привело к политическим изменениям в западной цивилизации

N+1
7 вопросов диетологу 7 вопросов диетологу

Что делать с лишними килограммами, набранными в непростой весенний период

Худеем правильно
Открыть в приложении