Эволюция змеиного яда

0
Голосов нет
 
Всего голосов: 0
andr

Эволюция змеиного яда

Сообщение andr » 23 июн 2015, 09:53

Автор -Андрей Веденин

Куча статей в этой группе была посвящена действию яда разных змей (и других рептилий, и не только рептилий). Как яд работает, как ферменты яда дырявят кровеносные сосуды, угнетают нервную систему, останавливают сердце, разъедают почки – в общем, убивают людей кучей разных способов, и как можно попытаться при этом не сдохнуть – про все это можно прочитать тут: http://vk.com/wall-646340_41568
а еще тут: http://vk.com/wall-646340_135180
и тут: http://vk.com/wall-646340_98056
и еще Владимир Wervolf писал тут: http://vk.com/wall-76867511_68
и еще про кучу отдельных ядовитых видов были краткие сводки…

Но на этот раз я бы хотел сфокусироваться на эволюции яда и его основной функции. А основная функция – не убивать людей, а убивать корм. Точнее, не совсем убивать… в общем, сложно все. Ща, разберемся.

Итак, яд. Ядовитые железы змей, как многие из вас знают – это видоизмененные слюнные железы.
У всех животных без исключения слюна содержит некоторые ферменты (на всякий случай – ферменты это белки, способствующие разным химическим реакциям, в данном конкретном случае – способствующие разрушению полимерных молекул на более мелкие и легкоусваеваемые кусочки).
Слюна человека тоже содержит ферменты. И даже более того – если ввести слюну человека под кожу, то будет нехорошо. Есть много примеров странных чуваков, вводивших себе свою слюну под кожу тыльной стороны ладони. Обычно это отбывающие срок и стремящиеся к отдыху на больничной койке. Так вот – у них сильно опухала кисть, часто появлялась эритема и вообще было больно и сложно двигать рукой. Потом даже замеряли LD50 человеческой слюны на мышах! При этом, думаю, мало кому придет в голову называть человека ядовитым видом)))

Получается, что ядовитость – понятие весьма относительное. В случае змей ядовитыми считают тех, у которых есть специализированные зубы для доставки яда (про это подробней здесь и здесь ) плюс очень немногих других змей без специальных зубов, но от укуса которых есть очевидный эффект (к примеру, смерть). К последним относятся тигровые ужи (Rhabdophis), у которых нет никаких каналов или бороздок на зубах, но на счету которых все же есть некоторое количество человеческих жертв.

Змеи – хищники. И, как и любой другой нормальный хищник, чаще едят они, чем едят их. Соответственно, яд в первую очередь ориентирован на жертву, а не на защиту от потенциального другого хищника.
Большинство заднебороздчатых ужеобразных почти не способны использовать свой яд для защиты. Впрочем, и для умерщвления жертвы они тоже его не используют. А используют они его в первую очередь для пищеварения.
Змеи не жуют и не откусывают (за исключением нескольких видов), а размер их добычи порой превышает все разумные пределы. Внутри желудка эта самая добыча, естественно, может перевариваться только с поверхности. А слишком долгое переваривание невыгодно, так как змея в этом случае слишком долго будет беззащитной.
Логичный выход – напихать внутрь КО перед проглатыванием как можно больше ферментов, способствующих дальнейшему пищеварению!

Представьте себе процесс заглатывания – допустим, стрела-змея заглатывает ящерицу. Или бойга заглатывает птицу. По мере продвижения пойманной добычи вглубь пасти задние длинные бороздчатые зубы проделывают кучу довольно глубоких отверстий в теле КО, заполняющихся ядом. В яде многих ужеобразных полно таких ферментов как металлопротеазы, фосфолипазы, ряд других ферментов с резко цитолитическим действием – еще бьющееся сердце жертвы разносит по всему своему телу яд, разрушающий стенки и содержимое всех клеток!
Есть, впрочем, в составе яда многих ужеобразных и странные, как кажется даже совершенно бессмысленные компоненты. Вот нафига американским ужам (род Nerodia) и мелким кубинским роющим змейкам (род Alsophis) в слюне мощные, но очень короткоживущие ацетилхолинэстеразы (это такие нейротоксины), которые при этом в течение пары десятков минут после впрыскивания перестают действовать? Это они полупроглоченных лягушек или дождевых червей собрались парализовывать? Есть и другие примеры бессмысленности отдельных компонентов ядов…
Впрочем, возможно, ответ прост – незачем. Так бывает. У многих животных иногда случаются странные черты, не несущие никакой функциональной нагрузки. Просто потому что так получилось, и потому что это не особо мешает.

Аспидовые и гадюковые змеи пошли дальше ужеобразных. Они начали использовать яд уже не только для пищеварения, а еще для непосредственного умерщвления. Причем, гадюковые в этом плане традиционно считаются наиболее продвинутыми. Да, среди них нет «самых ядовитых для человека» видов, несчастная эфа занимает в рейтинге токсичности какое-то жалкое десятое (или двадцатое?) место, тогда как все первые принадлежат аспидовым. Зато та же эфа справедливо считается самой опасной змеей в мире, поскольку на территории половины Африки и Южной Азии она убивает больше людей, чем все остальные змеи во всем мире, вместе взятые!

Отчасти причина в исключительной экологической пластичности гадюк.
Гадюки – самые северные в мире змеи (обыкновенная гадюка, Vipera berus, на Мурманском побережье, более чем в 200 км севернее Полярного Круга)!
А еще гадюки – самые южные в мире змеи (ботропс Bothrops ammodytoides, доходящий до южной четверти Аргентины, на 47 градусе ю.ш.)
Ну и, наконец, гадюки – самые высокогорные в мире змеи! Гималайский щитомордник (Gloydius himalayanus) обитает на 5 км! Кроме того, есть еще мексиканский гремучник Crotalus triseriatus, живущий на плато на юге Мексики на высоте более 4.5 км и недавно открытый протоботропс Protobothrops hymalayanus, по-видимому, также доходящий до высот более чем 4 км…
И есть красивая теория, почему это все именно гадюки.
Собственно, как вы, возможно, уже догадались – фишка в способности к пищеварению при низких температурах. Ферменты яда гадюковых змей сохраняют активность при невозможно низких температурах! Мыши и птицы спокойно продолжают перевариваться при 10 градусах Цельсия даже у таких теплолюбивых видов как бразильская жарарака!
Всякие негуманные эксперименты, проведенные еще в первой половине XX века, показали, что европейская гадюка Vipera aspis в норме переваривает мышу за 2-3 дня, тогда как если ей выдрать ядовитые зубы, кастрировать ядовитые железы и т.п. – то на переваривание уходит уже неделя или даже больше (при нормальной температуре).
Ну и, конечно, кроме пищеварительной функции в яде многих гадюк есть мощные кардио- и миотоксины, действующие с такой скоростью, что мышь после укуса успеет лишь пару раз подпрыгнуть – и все…

Аспидовые змеи – знамениты своими нейротоксинами. Чисто пищеварительные ферменты обычно у них тоже есть (на самом деле, всегда есть). Нейротоксическая составляющая нужна, наверное, во-первых – сильно стройным и быстро ползающим видам (таким как мамбы, некоторые кобры, какие-нибудь Pseudohaje) а во-вторых – змее- и рыбоядным видам (таким как крайты, матикоры, еще некоторые кобры и морские змеи). Первым – потому что они все равно дофига быстрые и легко догонят полуубегающую жертву (а аспидовый яд на корм действует обычно медленнее гадюкового, про это отлично написал Вова здесь: http://vk.com/wall-76867511_68 ). Вторым - потому что… вот тут уже, имхо, начинаются фантазии и спекуляции.
Если честно – никто не знает. Традиционно считается, что этих извивающихся и живучих тварей нужно парализовать как можно быстрее. Только вот многие змееядные змеи не ядовиты (вспомните королевских змей или муссуран), а большинство знаменитых морских змей в охотятся в глубоких щелях коралловых рифов на всяких сравнительно малоподвижных угрей или вообще на спящих (и неподвижных) рыб.
Воспрос функциональной нагрузки того или иного признака очень часто практически неразрешим!

И, тем не менее... яд рулит!
Ну как-то так, на первый раз…

Литература:

1. Bonilla, C. A., & Fiero, M. K. (1971). Comparative biochemistry and pharmacology of salivary gland secretions: II. Chromatographic separation of the basic proteins from some North American rattlesnake venoms. Journal of Chromatography A, 56, 253-263.
2. Daltry, J. C., Wuester, W., & Thorpe, R. S. (1996). Diet and snake venom evolution. Nature, 379(6565), 537-540.
3. Kardong, K. V. (1996). Snake toxins and venoms: an evolutionary perspective. Herpetologica, 36-46.
4. Mackessy, S. P. (2002). Biochemistry and pharmacology of colubrid snake venoms. Toxin Reviews, 21(1-2), 43-83.
5. Phelps, T. (2010). Old world vipers. Edition Chimaira, Frankfurt.

Dispholidus typus - демонстрирует задние бороздчатые зубы
Изображение

Pelamis platurus - морская змея, двуцветная пеламида. Ее доят, прямо из ядовитого зуба
Изображение

эфа в броске
Изображение

пацаненок из гористой части Непала, видимо какой-то Protobothrops
Изображение
Последний раз редактировалось andr 06 июл 2015, 08:18, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
Bittner
Старожил
Старожил
Сообщения: 280
Зарегистрирован: 15 июн 2014, 13:46

Re: Эвалюция змеиного яда )

Сообщение Bittner » 23 июн 2015, 10:13

andr писал(а): Автор- несравненный и великий Андрей Веденин

Змеи не жуют и не откусывают (за исключением нескольких видов),

Очень интересно! Я, например, считал, что яд предназначен для умервщления КО, и не задумывался, что он важен и для пищеварения.
Если можно, укажите какие виды змей могут жевать или откусывать?
Kosvid
Новичок
Новичок
Сообщения: 2
Зарегистрирован: 14 авг 2015, 13:46
Откуда: Тюмень, Россия

Re: Эволюция змеиного яда

Сообщение Kosvid » 05 фев 2016, 15:44

Простите за некропостинг, конечно... :)
Bittner писал(а): Если можно, укажите какие виды змей могут жевать или откусывать?
Fordonia leucobalia, Gerarda prevostiana
О них написано в этой статье: http://snakesarelong.blogspot.ru/2012/0 ... -food.html
Если нужно на русском, а здесь этой статьи не найти (я не встречал), то вот мой перевод: https://yadi.sk/i/IasJzv53oMS9b

Вернуться в «Общая информация и методика работы с ядовитыми змеями»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость