Вие сте тук

Защо някои животни притежават толкова смъртоносна отрова?

Автор: Джош Габатис

Всички ние сме чували истории за змии, медузи и скорпиони, които могат да убият човек. Но защо тези животни са развили толкова токсични отрови, след като те почти не са от полза?

Тайпан, Oxyuranus microlepidotus. Credit: Norimages/Alamy Stock Photo
Тайпан, Oxyuranus microlepidotus. Credit: Norimages/Alamy Stock Photo

Унесеността ми, докато се разхождам из прекрасния националния парк Корковадо в Коста Рика, бива прекъсната изведнъж, когато екскурзоводът простира ръката си към гърдите ми. “Спри!”, вика той, сочейки към нещо, въргалящо се в пясъка. “Морска змия.”

Гледайки морската змия с жълт корем, привидно изплашена и не на себе си, детайл от детството изплува в съзнанието ми.

“Морските змии”, напомня ми младият Аз, “са най-опасните сред змиите. Трябва да внимаваш.”

Истина е, че много морски змии – също така и сухоземни – са невероятно отровни. Например, едно единствено ухапване от тайпан съдържа достатъчно отрова да убие 250 000 мишки. И не само змиите притежават този вид сила. Една капка от отровата на морския охлюв Conus marmoreus може да убие 20 души. Опарването от кубомедуза може да причини спиране на сърдечната дейност и смърт за минути.

Това поражда въпроса: защо ти е да притежаваш оръжие, достатъчно силно да умъртви една дузина нападатели, особено след като нямаш намерение да ловиш нещо с размерите на човек?

Това напомня на широко разпространения мит (и да, мит е) за опилионите, че те произвеждат най-силната отрова, позната на човека, но са я развили напразно, тъй като не могат да я използват, поради неспособността им да пробият човешката кожа (което също не е вярно). Най-опасните отрови изглеждат ненужни от гледна точка на еволюцията.

Жълтокорема морска змия Pelamis platura. Credit: Mark Conlin/Alamy Stock Photo
Жълтокорема морска змия Pelamis platura. Credit: Mark Conlin/Alamy Stock Photo

Причината някои животни да произвеждат собствено токсично въоръжение е достатъчно проста. Отровата е начин, чрез който покоряваш жертвата без да рискуваш собствения си живот в битка. От друга страна, тя е и полезна защитна стратегия.

Това, което е странно, е големият излишък отрова, притежаван от някои животни. Защо змия притежава способността да убие стотици хиляди мишки с едно ухапване? Това е напълно излишно, имайки предвид колко скъпо оръжие е отровата.

Тя често съдържа смес от токсини, съставени от протеини, които обикновено работят синергистично, за да причинят смъртоносно поражение на вътрешните органи. Отровата на змиите може да съдържа компонент, който не позволява съсирването на кръвта, и друг, който разкъсва стените на кръвоносните съдове.

Синтезирането на протеини изисква съществено инвестиране на енергия, но това не е спряло еволюцията на отровите, съдържащи хиляди пептиди и протеини, като това има значителна цена за животните.

За да бъдем по-точни, отровните животни всъщност балансират тези сметки. Трудно е да тестваш подобни неща директно, но изглежда, че змиите регулират количеството отрова, която инжектират в зависимост от размера на жертвата им, за да не я харчат излишно.

Освен това, експеримент, проведен с пепелянка, демонстрира 11% увеличение на метаболитната активност след „издояване” на отровата ѝ, което показва връзката между физическото усилие и производството на отрова.

Гърмяща змия, Crotalus viridis. Credit: Chris Mattison/Alamy Stock Photo
Гърмяща змия, Crotalus viridis. Credit: Chris Mattison/Alamy Stock Photo

Дори и да е така, естествената селекция би заличила подобни скъпи отличителни белези, освен ако не са абсолютно необходими. Това всъщност се е случило при някои видове: морската змия Aipysurus eydouxii се върнала към предишната си яйчена диета и загубила безвъзвратно способността си да произвежда отрова.

Все пак остава фактът, че има редица животни, разхождащи се наоколо със скъпи коктейли от химикали в корените на зъбите, шиповете и бодилите си, които изглежда са по-могъщи в значителна степен, отколкото е необходимо да бъдат. Защо?

Според традиционното виждане, увеличената токсичност е резултат от еволюцията, която компенсира недостатъците в други области.

Както всеки пустинен обитател би потвърдил, когато става дума за скорпиони, не големите и страшните са тези, от които трябва да се пазиш, а по-малките видове като например скорпионът с внушителното име deathstalker (смъртоносен ловуващ скорпион или жълт скорпион) – считан за най-опасния скорпион в света.

“Кубомедузите са друг добър пример”, твърди Йеху Морган, изследовател в Еврейския университет в Йерусалим, който неотдавна заедно с колегата си Картик Сюнагар се заема с анализиране на това как естествената селекция се отразява на токсините в родословието на отровните животни.

“Те са много крехки и нещо толкова силно, колкото една риба може да ги разкъса отвътре, когато се опитват да я изядат. Ето защо отровата трябва да бъде много ефективна и да причинява смърт много бързо.”

Ако хищникът е малък, слаб или бавен, то тогава е жизнено важно отровата му да прави плячката безсилна веднага, за да предотврати нейното бягство или съпротивление. В такива случаи е лесно да се досетиш защо силните отрови биват селектирани.

Кубомедуза Carukia barnesi. Credit: Jurgen Freund/naturepl.com
Кубомедуза Carukia barnesi. Credit: Jurgen Freund/naturepl.com

Континенталният тайпан населява безводното сърце на Австралия, където е съдбоносно отровата да донесе сигурна и бърза смърт. В пустинята всяка плячка е важна, така че змията не може да си позволи да я остави да ѝ се изплъзне.

Дори и при тези обстоятелства, способността да убиеш 250 000 мишки само с едно ухапване изглежда ненужна. Потърсеният за обяснение на този факт, Волфганг Вустер – експерт по змийска отрова от университета Бангор, Великобритания, има прост отговор.

“Причината е, че не се хранят с лабораторни мишки” – казва той. “Изчисляването на смъртността, до която тази отрова води при лабораторните мишки, не е равнозначно на това, което тя причинява в дивата природа.”

Макар и тестът LD50 (смъртоносна доза 50% – количеството, необходимо да убие половината от тестваната група), при който се използват мишки, да е основният начин, по който се изчислява смъртоносността на отровата, той не е напълно коректен.

“Като модел мишките позволяват получаването на стандартни данни”, твърди Робърт Харисън, ръководител на Alistair Reid Venom Research Unit към Училището по тропическа медицина в Ливърпул, Великобритания. “Но не винаги бозайниците са предпочитаната храна и ето защо токсичността на отровата при тях е стандартизирана мерна система, която вероятно няма връзка с токсичността ѝ при земноводни, членестоноги или птици.”

Повечето отровни животни се хранят със специфична и тясна група от жертви и точно тези видове оформят еволюцията на тяхната отрова.

Учудването от това колко мишки могат да бъдат убити от едно ухапване от змия е почти толкова безсмислено, колкото изненадата от факта, че катерицата лесно може да надбяга костенурка. Катерицата не е еволюирала, за да лови костенурки и следователно костенурката не е еволюирала, за да се изплъзва на катерицата.

“Няма такова нещо като абсолютна отрова”, казва Вустер. “Ако искаш да знаеш колко отровно е дадено нещо, първото нещо, което ще те попитам, е: Какво искаш да убиеш?”

Разбира се не без причина отровите се тестват върху мишки. “Образецът за анализ първоначално беше създаден, за да установява токсичността на отровите спрямо бозайниците, т.е. спрямо нас, за да се създаде подходящ антидот”, обяснява Харисън.

Но не всички бозайници са толкова податливи на отрова. Мангустите, лалугерите и дори таралежите са способни да оцелеят след ухапване от определени змии; ухапвания, които лесно биха убили човек.

“В Израел съществува вид мишка, която тежи 20 грама и може да оцелее след ухапване от пепелянка, което при човек би причинило интензивно кървене от всички отвори”, продължава Вустер. “Бих заложил доста пари, че в Австралия съществува поне един издръжлив плъх, който би оцелял след ухапване от тайпан.”

Вероятно тази супер-мишка е станала резистентна към ухапването от тайпан, защото е сред основните компоненти в диетата на змията. Парадоксално някои животни са особено уязвими към токсините, именно защото са специално набелязани от отровни животни.

Така например, ефите – змии, които се изхранват основно със скорпиони, създават специални отрови, които действат особено токсично на тези видове. Подобен феномен се наблюдава и при кораловите змии, чиито отрови целенасочено действат по-токсично на предпочитаните от тях жертви – риби, гризачи или други змии.

В тези случаи е много вероятно жертвите да не са подложени под натиск да развият начини, по които да оцелеят от отровата, тъй като в техния хабитат отровните змии са не толкова често срещани. Ако биват атакувани от множество хищници, сред които змиите са малка част, то тогава натискът върху тях да еволюират специални защитни механизми срещу тези хищници, би бил минимален – изграждането им изисква много енергия.

Производството на множество токсини също е обвързано с еволюцията на отровата. Колкото повече разнообразни компоненти са включени в отровата, толкова по-малка е вероятността жертвата да изгради имунитет спрямо всяка една от тях. Ето защо по-комплексно изградените отрови са предпочитани от естествената селекция.

В тяхната скоро издадена книга Сюнаджер и Моран описват, че това в действителност е така при групите животни, като змиите, които са станали отровни относително скоро в миналото.

Някои отровни животни, като например медузите, паяците и стоножките, чиято отровност е много по-антична, създават много по-малко видове токсини. Изглежда са достигнали втора фаза на еволюцията, където негативната или “пречистваща” селекция премахва повечето от елементите в отровните токсини и се фокусира върху запазването на малки количества от много силни токсини.

Силно отровен морски охлюв. Credit: Jeff Rotman/Alamy Stock Photo
Силно отровен морски охлюв. Credit: Jeff Rotman/Alamy Stock Photo

За щастие, никой отровен вид не е еволюирал специално в ловенето на хора и все пак съществуват хиляди документирани случаи на човешка смърт, последвала от нещастни срещи със змии, медузи, скорпиони и ред други отровни създания.

“Изглежда, че приматите не са способни да развиват резистентност към отрови”, разяснява Вустер. Ето защо, изключително силните отрови, които са еволюирали така, че да погубят дори силно резистентните жертви, имат повече от достатъчна сила да убият човек.

Лошият късмет също е фактор. Ухапване от определен вид австралийски паяк от род Atracinae е много опасно за човек, докато гризачите са незасегнати от неговата отрова. След като паякът не е еволюирал, за да яде хора или пък гризачи, този случай може да се разглежда като нещастно стечение на обстоятелствата, при което нервотоксините на паяка се свързват с рецепторите върху някои от нашите клетки.

Разбира се, важно е да изучаваме как отровите засягат човешката физиология. Подобни изследвания ни позволяват да създадем антидоти, както и лекарства, като например лекарството за кръвно налягане каптоприл, базирано на токсини от гърмяща змия.

За да ги разберем напълно, ние трябва да разширим хоризонта си извън прякото им влияние върху човека и да изследваме как отровите се използват в природата.

Atrax robustus. Credit: Nature Production/naturepl.com
Atrax robustus. Credit: Nature Production/naturepl.com

Трябва да стане ясно, че отровите имат своята цена.

Змии, медузи и някои охлюви не са развили силни отрови просто така. Техните отрови са специализирани и способни да вършат работата, за която са създадени – дори и тази тяхна задача да не е особено очевидна за нас.

Обратно в Коста Рика, нашият екскурзовод придвижва морската змия обратно във водата, уловена между две пръчки, за да попречи на по-малко внимателните минувачи да я настъпят. Аз съм доволен, че съм избегнал ужасната смърт, докато продължаваме с нашата разходка.

По-късно разбрах, че съм се притеснявал излишно. Излиза, че нашата морска змия не се намира на челни позиции в списъка на отровните животни. Още повече, макар че отровата ѝ е достатъчно силна да убие човек, нейните малки челюсти и недостатъчно зъби означават, че рядко хапе нещо по-голямо от риба.

И това е добре, що се отнася до морската змия. Рибата е част от естествената ѝ диета, а човекът – не.

 

Превод: Надя Иванова

Източник: BBC

Коментари

коментара

Related posts

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close