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
Активный гиппокамп запомнил слова лучше неподготовленного Активный гиппокамп запомнил слова лучше неподготовленного

Эффективность запоминания стимула определяет состояние гиппокампа

N+1
Новый алгоритм создает модель активности сердца для каждого человека Новый алгоритм создает модель активности сердца для каждого человека

Российские ученые разработали алгоритм для электрической активности сердца

Популярная механика
Арсенал Арсенал

Анализируем «боевую» технику недонаступившего сезона MotoGP

Мото
Honda CRF1100 D4L Adventure Sports ES DCT Honda CRF1100 D4L Adventure Sports ES DCT

Новая «Африка» сейчас в основном выступает в роли городского транспорта

Мото
Оказывается, моча очень пригодится в космосе Оказывается, моча очень пригодится в космосе

На Луне с помощью мочи можно построить хоть замок

GQ
12 людей, поневоле ставших известными писателями 12 людей, поневоле ставших известными писателями

Иногда, чтобы стать классиком, достаточно сломать ногу

Maxim
Оргвыезд Оргвыезд

О тайной поездке Константина Черненко в США

Огонёк
Физики впервые подтвердили регистрацию солнечных нейтрино CNO-цикла Физики впервые подтвердили регистрацию солнечных нейтрино CNO-цикла

Как уточнить состав звезды и подробнее изучить ядерные реакции в ее недрах?

N+1
Кризис мотивирует нас развиваться Кризис мотивирует нас развиваться

Как пережить период, когда ясно, что так, как прежде, уже не будет

Psychologies
«Древо жизни»: почему нам важно знать историю своего рода «Древо жизни»: почему нам важно знать историю своего рода

О том, почему нам нужно знать о собственных корнях

Psychologies
«Театр — это обмен энергией» «Театр — это обмен энергией»

Константин Райкин — способен ли российский театр адаптироваться к новой жизни

Огонёк
Проблемы с желудком из-за стресса: как справиться? Проблемы с желудком из-за стресса: как справиться?

Если состояние стресса сохраняется надолго, то начинает сказываться на здоровье

Psychologies
Женщина, которую мы любим: Анна Чиповская — о музыке, откровенных сценах в кино и любимых актерах Женщина, которую мы любим: Анна Чиповская — о музыке, откровенных сценах в кино и любимых актерах

Разговор с актрисой Анной Чиповской

Esquire
От застенчивого студента до легенды: как сложилась судьба Леонида Куравлева От застенчивого студента до легенды: как сложилась судьба Леонида Куравлева

Леонида Куравлева любила вся страна — каждая его роль становилась культовой

Cosmopolitan
Что происходит с человеком в космосе? Что происходит с человеком в космосе?

Как долго человек может находиться в космосе

National Geographic
Жизнь после смерти Жизнь после смерти

Истории, которые побуждают ученых пересмотреть смысл понятия «смерть»

National Geographic
Последние китайские предупреждения: можно ли использовать опыт КНР для выхода из кризиса в торговле? Последние китайские предупреждения: можно ли использовать опыт КНР для выхода из кризиса в торговле?

Ретейл в Китае возвращается к жизни после карантинных ограничений

Forbes
«Чтобы подготовиться к будущему, надо расслабиться и прислушаться к себе» «Чтобы подготовиться к будущему, надо расслабиться и прислушаться к себе»

Практический гид для тех, кого пугает неизвестность

Reminder
Ты в ритме танца! Live-сериал о самоизоляции Ты в ритме танца! Live-сериал о самоизоляции

Юлиана Бухольц заряжает свои ответы на сжигание лишних калорий

Cosmopolitan
Дрель и клятва Гиппократа: где и как учились самые перспективные молодые россияне Дрель и клятва Гиппократа: где и как учились самые перспективные молодые россияне

Университетские приключения участников рейтинга Forbes «30 до 30»

Forbes
Вот 20 человек, которые могут взять Марка Цукерберга под контроль Вот 20 человек, которые могут взять Марка Цукерберга под контроль

В Facebook появится новый контролирующий совет

GQ
Молодой горячий нептун мигрировал к своей звезде Молодой горячий нептун мигрировал к своей звезде

В системе K2-25 не нашли другого тела, которое изменило бы орбиту экзопланеты

N+1
Полезно ли молоко? Полезно ли молоко?

В детстве нас убеждали, что молоко необходимо для здоровья

Psychologies
Как раскрутить Instagram-аккаунт: 7 советов экспертов Как раскрутить Instagram-аккаунт: 7 советов экспертов

Собрали основные советы из книги «Миллион подписчиков»

РБК
Механики объяснили необязательность лесов при строительстве восьмиугольных куполов Механики объяснили необязательность лесов при строительстве восьмиугольных куполов

Как итальянским зодчим удавалось возводить купола без строительных лесов

N+1
Откуда уши растут: древние китайцы «дружили» с зайцами Откуда уши растут: древние китайцы «дружили» с зайцами

Люди каменного века имели тесные отношения с зайцами

National Geographic
Флора и фауна: 4 занятия, которые помогут наладить контакт с природой Флора и фауна: 4 занятия, которые помогут наладить контакт с природой

Медитативных хобби, связанные с природой, которые помогут уменьшить стресс

Esquire
Самый высокий собор в мире, который строили больше 500 лет Самый высокий собор в мире, который строили больше 500 лет

Эта церковь выше Кёльнского собора!

National Geographic
«Пересекая границы: модерность, идеология и культура в России и Советском Союзе» «Пересекая границы: модерность, идеология и культура в России и Советском Союзе»

Отрывок из книги «Пересекая границы» Майкла Дэвида-Фокса

N+1
Открыть в приложении