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
Античная тара Античная тара

Экспозиция «Античные транспортные амфоры»

Дилетант
Почему от растворимого кофе хочется спать: 7 основных причин Почему от растворимого кофе хочется спать: 7 основных причин

Есть сразу несколько причин, почему, выпив кофе, хочется спать

Playboy
Крид, Загитова, Элджей: самые молодые российские звезды в рейтинге Forbes Крид, Загитова, Элджей: самые молодые российские звезды в рейтинге Forbes

Самые молодые участники рейтинга 40 самых успешных звезд России по версии Forbes

Forbes
Что можно найти в своем подвале: 4 пугающих истории Что можно найти в своем подвале: 4 пугающих истории

Покупая дом, где уже кто-то жил до вас, тщательно обследуйте каждый его уголок

Популярная механика
«Начинается сказка сказываться» «Начинается сказка сказываться»

О бессмертной сказке «Конёк-горбунок» Петра Павловича Ершова

Наука и жизнь
Подслушано у звезд: 12 фитнес-приемов от тренеров самых спортивных актрис Подслушано у звезд: 12 фитнес-приемов от тренеров самых спортивных актрис

Главные секреты тренировок и самые эффективные упражнения от инструкторов

Cosmopolitan
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
Реформа федерализма 2.0. Почему Ненецкий округ не объединяется с Архангельской областью Реформа федерализма 2.0. Почему Ненецкий округ не объединяется с Архангельской областью

Почему жители НАО выступают против объединения

СНОБ
Как король Болливуда смог заработать в Индии больше Брэда Питта и Тома Круза Как король Болливуда смог заработать в Индии больше Брэда Питта и Тома Круза

Почему стриминговые сервисы готовы платить индийским звездам миллионы долларов

Forbes
Кто подсаживает российский бизнес на биохакинг Кто подсаживает российский бизнес на биохакинг

Кто подсаживает российский бизнес на чекапы и физиотерапию

Inc.
Назад к природе Назад к природе

Проекты студии CC Arquitectos не дают клиентам замыкаться в четырёх стенах

Robb Report
Начинаем тратить деньги осознанно: о безболезненном переходе к новым привычкам Начинаем тратить деньги осознанно: о безболезненном переходе к новым привычкам

Секреты грамотного управления своими финансами

Cosmopolitan
В любую точку Вселенной за минуту: новое о червоточинах В любую точку Вселенной за минуту: новое о червоточинах

Червоточины или туннели в ткани пространства-времени ужасно неустойчивы

Популярная механика
Стволовые клетки в легких приютили туберкулезные бактерии Стволовые клетки в легких приютили туберкулезные бактерии

Ученые обнаружили клетки, которые укрывают туберкулезные бактерии от иммунитета

N+1
«Ожидаем новый передел»: глава группы «Везёт» о том, почему сделку с «Яндексом» нужно одобрить «Ожидаем новый передел»: глава группы «Везёт» о том, почему сделку с «Яндексом» нужно одобрить

Гендиректор «Везёт» Андрей Лукашевич рассказывает о сделке с «Яндекс.Такси»

Forbes
Как клип трансформирует город Как клип трансформирует город

Будущее всегда стремилось к целостности — у нас первый раз не так

Weekend
10 звезд, которые создали семью не с коллегами, а с обычными людьми 10 звезд, которые создали семью не с коллегами, а с обычными людьми

Кем работают вторые половинки популярных актеров и музыкантов

Cosmopolitan
5 черепно-мозговых травм, породивших гениев 5 черепно-мозговых травм, породивших гениев

Савантизм — состояние, которое приводит к появлению выдающихся способностей

Популярная механика
Больная тема Больная тема

В чем основные причины боли и дискомфорта во время интимной близости

Лиза
Извержение вулкана на Аляске ускорило падение Римской республики Извержение вулкана на Аляске ускорило падение Римской республики

Как извержение вулкана повлияло на политические процессы в Древнем Риме

Популярная механика
Черный-черный азот: «парадокс» таблицы Менделеева Черный-черный азот: «парадокс» таблицы Менделеева

Долгие годы азот считался «неудачником» в мире химиков

Популярная механика
Свой ресторан Свой ресторан

Шеф-повары перестают быть безмолвными исполнителями чужой воли

Bones
Ирина Актуганова Ирина Актуганова

Ирина Актуганова сделала первую в России постоянную сайнсарт-экспозицию

Собака.ru
Правила жизни Лионеля Месси Правила жизни Лионеля Месси

Футболист, Росарио, Аргентина, 33 года

Esquire
9 языков программирования, которые помогут зарабатывать до $150 тыс. в год 9 языков программирования, которые помогут зарабатывать до $150 тыс. в год

Рейтинг языков программирования по возрастанию дохода

Inc.
Нежнейший, вкуснейший, милейший из овощей Нежнейший, вкуснейший, милейший из овощей

Первыми начали готовить блюда из сладковатых зелёных зёрен гороха голландцы

Наука и жизнь
10 самых страшных техногенных катастроф 10 самых страшных техногенных катастроф

Техногенные катастрофы, которые нанесли страшный урон окружающему миру

Популярная механика
Немедленно удали: стартап, который обещает стереть ваши данные из сети, привлек $25 млн Немедленно удали: стартап, который обещает стереть ваши данные из сети, привлек $25 млн

Как поддерживают право пользователей стать невидимыми для корпораций

Forbes
6 таинственных исчезновений в истории 6 таинственных исчезновений в истории

Самые таинственные исчезновения в истории

Maxim
Открыть в приложении