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
Мой Bocuse d’Or Мой Bocuse d’Or

Для многих стран Bocuse d’Or значит не меньше, чем крупный спортивный чемпионат

Bones
Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики Вопрос с подвохом: самые загадочные тайны физики

Почему в физике с каждым новым открытием вопросов становится только больше.

Популярная механика
В фильме «Основатель» вы увидите мрачную изнанку капитализма В фильме «Основатель» вы увидите мрачную изнанку капитализма

Этот фильм вовсе не реклама McDonald’s

GQ
Ленин: история пломбированного вагона Ленин: история пломбированного вагона

Отрывок из книги «Ленин. Человек, который изменил все»

СНОБ
Балет и шоу «Танцы». Кто такая Татьяна Денисова? Балет и шоу «Танцы». Кто такая Татьяна Денисова?

На всю страну танцовщица прославилась благодаря шоу «Танцы»

Cosmopolitan
Наука и искусство: 5 примеров вдохновения художников Наука и искусство: 5 примеров вдохновения художников

Что общего между картиной «Крик» Эдварда Мунка и картой Нью-Йорка из дрожжей

Популярная механика
10 фактов об Альберте Эйнштейне 10 фактов об Альберте Эйнштейне

Подборка интересных деталей из биографии Альберте Эйнштейне

Популярная механика
Юлия Михалкова: «Я пример для детей» Юлия Михалкова: «Я пример для детей»

Интервью с актрисой и телеведущей Юлией Михалковой

Лиза
«Проблема в мозгах и некоторых установках, которые нужно менять» «Проблема в мозгах и некоторых установках, которые нужно менять»

Ректор ВШЭ Ярослав Кузьминов о цифровизации образования и вузах будущего

Forbes
Суп как способ выжить Суп как способ выжить

Простая тарелка супа с куском хлеба способна сохранить человеческую жизнь

Bones
Морские каникулы Морские каникулы

Уютный и в то же время респектабельный интерьер, наполненный пляжным настроением

SALON-Interior
Что решил рассказать Путин своей статьей накануне парада Что решил рассказать Путин своей статьей накануне парада

Как Путин смотрит на историю XX века

СНОБ
Аноним раскрыл секреты жителей маленького городка — и шантажировал их 10 лет Аноним раскрыл секреты жителей маленького городка — и шантажировал их 10 лет

За несколько недель в далеком 1976 году город переменился до неузнаваемости

Cosmopolitan
10 методов, которые увеличат твое умение решать проблемы и генерировать остроумные идеи 10 методов, которые увеличат твое умение решать проблемы и генерировать остроумные идеи

Если не выучишь эти методы, то мы будем дразнить тебя тугодумом до конца дней

Maxim
Любимые автомобили Марка Уолберга Любимые автомобили Марка Уолберга

Удивительно, как в его гараже уживаются гоночные модели и минивэны

GQ
История «Лебединого озера» История «Лебединого озера»

Как создавалась легенда балета

Культура.РФ
Правила жизни Станислава Говорухина Правила жизни Станислава Говорухина

Правила жизни режиссера Станислава Говорухина

Esquire
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
Терагерцовое излучение помешало образованию белковых нитей Терагерцовое излучение помешало образованию белковых нитей

Терагерцовое излучение может разрушать нити белка актина

N+1
Почему на Нептуне идут алмазные дожди Почему на Нептуне идут алмазные дожди

Углерод, превращающийся в алмазы, стремится к ядрам планет

Популярная механика
Откуда не ждали: натуральные ткани могут быть опаснее синтетических Откуда не ждали: натуральные ткани могут быть опаснее синтетических

Растительное волокно — потенциальный враг здоровья

Популярная механика
Выбросила тысячи велосипедов и отдала проект конкуренту: Uber купила стартап Jump, но не справилась с его развитием Выбросила тысячи велосипедов и отдала проект конкуренту: Uber купила стартап Jump, но не справилась с его развитием

Почему Uber отказалась от велошеринга Jump

VC.RU
Полнолуние Полнолуние

Родкер лежал в лунном кратере среди отработанных ракетных дюз

Наука и жизнь
Как заниматься спортом, если работаешь круглосуточно, и получать от этого удовольствие Как заниматься спортом, если работаешь круглосуточно, и получать от этого удовольствие

Почему в жизни деловой женщины обязательно должен быть спорт

Forbes
«Общество забирает наше личное пространство». Правнучки Зигмунда Фрейда — о плюсах одиночества «Общество забирает наше личное пространство». Правнучки Зигмунда Фрейда — о плюсах одиночества

Отрывок из книги психотерапевта Мишель Фрейд

Forbes
Как избавиться от пуха на голове раз и навсегда: 7 полезных советов по уходу Как избавиться от пуха на голове раз и навсегда: 7 полезных советов по уходу

Делимся с тобой способом, как справиться с пушистыми волосами

Cosmopolitan
Насколько близко можно подобраться к черной дыре Насколько близко можно подобраться к черной дыре

Минимальное безопасное расстояние до черных дыр без риска для жизни

Популярная механика
Uvula Uvula

Группа Uvula проехала с туром по 29 городам и выступила на «Вечернем Урганте»

Собака.ru
«Худшее, чему может научить школа, — получать хорошие оценки». Основатель Y Combinator Пол Грэм — о пользе странных увлечений и прокрастинации «Худшее, чему может научить школа, — получать хорошие оценки». Основатель Y Combinator Пол Грэм — о пользе странных увлечений и прокрастинации

Пол Грэм о стартапах, полезной прокрастинации и детях

Inc.
Открыть в приложении