animale

Autor: Josh Gabatis

Cu toții am auzit povești despre șerpi, meduze și scorpioni care pot ucide o persoană. Dar de ce au dezvoltat aceste animale astfel de otrăvuri toxice când sunt aproape inutile?

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

Somnul meu în timp ce mă plimb prin frumosul parc național Corcovado din Costa Rica este întrerupt brusc când ghidul își întinde mâna până la pieptul meu. „Oprește-te!” A strigat el, arătând spre ceva care se rostogolea în nisip. - Șarpe de mare.

Privind șarpele de mare cu burtă galbenă, aparent speriat și nu singur, mi-a venit în minte un detaliu din copilărie.

„Șerpii de mare”, îmi amintește tânărul eu, „sunt cei mai periculoși dintre șerpi. Trebuie să fi atent.

Este adevărat că mulți șerpi de mare - și terestre - sunt incredibil de veninoși. De exemplu, o singură mușcătură de taipan conține suficient venin pentru a ucide 250.000 de șoareci. Și nu doar șerpii au acest tip de putere. O picătură din veninul melcului de mare Conus marmoreus poate ucide 20 de oameni. Opărirea meduzelor poate provoca stop cardiac și moarte în câteva minute.

Aceasta pune întrebarea: de ce aveți o armă suficient de puternică pentru a ucide o duzină de atacatori, mai ales că nu aveți intenția de a prinde ceva de mărimea unui om?

Aceasta amintește de mitul larg răspândit (și da, este un mit) conform căruia opiliunile produc cea mai puternică otravă cunoscută de om, dar au dezvoltat-o ​​în zadar, deoarece nu o pot folosi din cauza incapacității lor de a pătrunde în pielea umană (ceea ce nu este Adevărat). Cele mai periculoase otrăvuri par inutile din punct de vedere al evoluției.

Șarpe de mare cu burta galbenă Pelamis platura. Credit: Mark Conlin/Alamy Stock Photo

Motivul pentru care unele animale își produc propriile arme toxice este suficient de simplu. Otrava este un mod de a supune o victimă fără a-ți risca propria viață în luptă. Pe de altă parte, este, de asemenea, o strategie defensivă utilă.

Ceea ce este ciudat este excesul mare de otravă posedat de unele animale. De ce un șarpe are capacitatea de a ucide sute de mii de șoareci cu o singură mușcătură? Acest lucru este complet inutil, având în vedere cât de scumpă este o otravă o armă.

Conține adesea un amestec de toxine compuse din proteine ​​care funcționează de obicei sinergic pentru a provoca leziuni fatale organelor interne. Veninul de șarpe poate conține o componentă care previne coagularea sângelui și alta care rupe pereții vaselor de sânge.

Sinteza proteinelor necesită o investiție semnificativă de energie, dar acest lucru nu a oprit evoluția toxinelor care conțin mii de peptide și proteine, iar acest lucru are un cost semnificativ pentru animale.

Pentru a fi mai precis, animalele otrăvitoare echilibrează de fapt aceste conturi. Este dificil să testați astfel de lucruri în mod direct, dar șerpii par să regleze cantitatea de venin pe care o injectează în funcție de mărimea prăzii lor, astfel încât să nu o cheltuiască inutil.

În plus, un experiment efectuat cu cenușăreasa a demonstrat o creștere cu 11% a activității metabolice după „mulgerea” veninului său, ceea ce arată relația dintre efortul fizic și producția de venin.

Șarpe cu zgomot, Crotalus viridis. Credit: Chris Mattison/Alamy Stock Photo

Chiar și așa, selecția naturală ar șterge astfel de trăsături costisitoare, dacă nu este absolut necesar. Acest lucru sa întâmplat de fapt cu unele specii: șarpele de mare Aipysurus eydouxii a revenit la dieta sa anterioară cu ouă și și-a pierdut capacitatea de a produce venin iremediabil.

Cu toate acestea, rămâne faptul că există o serie de animale care se plimbă cu cocktail-uri scumpe de substanțe chimice la rădăcinile dinților, spini și spini care par a fi mult mai puternici decât trebuie. De ce?

Conform concepției tradiționale, toxicitatea crescută este rezultatul evoluției, care compensează deficiențele din alte domenii.

Așa cum ar atesta orice locuitor al deșertului când vine vorba de scorpioni, nu sunt cei mari și înfricoșători de care să se ferească, ci speciile mai mici, cum ar fi scorpionul cu numele impresionant Deathstalker (scorpion de vânătoare mortal sau scorpion galben) - considerat cel mai periculos scorpion în lume.

„Meduzele sunt un alt exemplu bun”, a spus Yehu Morgan, cercetător la Universitatea Ebraică din Ierusalim, care a lucrat recent cu colegul său Kartik Sunagar pentru a analiza modul în care selecția naturală afectează toxinele din pedigree-ul animalelor otrăvitoare.

„Sunt foarte fragili și ceva la fel de puternic ca un pește îi poate rupe din interior când încearcă să-i mănânce. De aceea otravă trebuie să fie foarte eficientă și să provoace moartea foarte repede. ”

Dacă prădătorul este mic, slab sau lent, atunci este vital ca veninul său să facă prada neputincioasă imediat pentru a preveni evadarea sau rezistența sa. În astfel de cazuri, este ușor de ghicit de ce sunt selectate otrăvurile puternice.

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

Taipanul continental locuiește în inima fără apă a Australiei, unde este fatal ca otravă să aducă moarte sigură și rapidă. În deșert, fiecare pradă este importantă, așa că șarpele nu își permite să o lase să alunece.

Chiar și în aceste condiții, capacitatea de a ucide 250.000 de șoareci cu o singură mușcătură pare inutilă. Solicitat să explice acest fapt, Wolfgang Worcester, expert în venin de șarpe la Universitatea Bangor, Marea Britanie, are un răspuns simplu.

„Motivul este că nu se hrănesc cu șoareci de laborator”, spune el. „Calculul mortalității cauzat de acest venin la șoarecii de laborator nu este echivalent cu ceea ce provoacă în sălbăticie”.

Deși testul LD50 (doză letală de 50% - cantitatea necesară pentru a ucide jumătate din grupul de testare), în care sunt utilizați șoareci, este principala modalitate în care se calculează letalitatea otrăvii, nu este complet corectă.

„Ca model, șoarecii permit obținerea de date standard”, a spus Robert Harrison, șeful Unității de cercetare a veninului Alistair Reid de la Școala de Medicină Tropicală din Liverpool, Marea Britanie. „Dar mamiferele nu sunt întotdeauna hrana la alegere și de aceea toxicitatea veninului lor este un sistem de măsurare standardizat care probabil nu are nimic de-a face cu toxicitatea sa la amfibieni, artropode sau păsări”.

Majoritatea animalelor otrăvitoare se hrănesc cu un grup specific și îngust de victime și aceste specii sunt cele care modelează evoluția veninului lor.

Uimirea numărului de șoareci care pot fi uciși de o singură mușcătură de șarpe este aproape la fel de lipsită de sens ca și surpriza faptului că o veveriță poate depăși cu ușurință o broască țestoasă. Veverița nu a evoluat pentru a vâna țestoase și, prin urmare, țestoasa nu a evoluat pentru a scăpa de veveriță.

„Nu există o otravă absolută”, spune Worcester. „Dacă vrei să știi cât de otrăvitor este ceva, primul lucru pe care îl voi întreba este„ Ce vrei să omori? ”

Desigur, otrăvurile nu sunt testate pe șoareci dintr-un motiv. „Eșantionul de testare a fost inițial conceput pentru a determina toxicitatea otrăvurilor pentru mamifere, adică. pentru noi să creăm un antidot adecvat ”, explică Harrison.

Dar nu toate mamiferele sunt atât de susceptibile la venin. Mangustele, melcii și chiar aricii pot supraviețui după ce au fost mușcați de anumiți șerpi; mușcături care ar putea ucide cu ușurință o persoană.

"În Israel, există o specie de șoarece care cântărește 20 de grame și poate supraviețui unei mușcături de cenușăreasa, care la oameni ar provoca sângerări intense din toate deschiderile", a spus Worcester. "Aș paria o grămadă de bani că ar fi cel puțin un șobolan rezistent în Australia care să supraviețuiască unei mușcături de taipan".

Probabil că acest super-șoarece a devenit rezistent la mușcăturile de taipan, deoarece este una dintre componentele principale din dieta șarpelui. Paradoxal, unele animale sunt deosebit de vulnerabile la toxine, tocmai pentru că sunt vizate în mod specific de animale otrăvitoare.

De exemplu, șerpii, care se hrănesc în principal cu scorpioni, creează veninuri speciale, care sunt deosebit de toxice pentru aceste specii. Un fenomen similar se observă la șerpii de corali, ale căror veninuri acționează în mod deliberat mai toxic pentru victimele lor preferate - pești, rozătoare sau alți șerpi.

În aceste cazuri, este foarte probabil ca victimele să nu fie sub presiune pentru a dezvolta modalități de supraviețuire a veninului, deoarece șerpii veninoși sunt mai puțin frecvenți în habitatul lor. Dacă sunt atacați de mulți prădători, dintre care șerpii sunt o mică parte, atunci presiunea asupra lor pentru a evolua mecanisme speciale de apărare împotriva acestor prădători ar fi minimă - construcția lor necesită multă energie.

Producția multor toxine este, de asemenea, legată de evoluția otrăvii. Cu cât componentele sunt mai diverse în otravă, cu atât este mai puțin probabil ca victima să dezvolte imunitate față de fiecare dintre ele. Prin urmare, otrăvurile mai complexe sunt preferate de selecția naturală.

În cartea lor recent publicată, Sunager și Moran descriu că acesta este de fapt cazul grupurilor de animale, cum ar fi șerpii, care au devenit otrăvitori relativ recent în trecut.

Unele animale veninoase, cum ar fi meduzele, păianjenii și centipedele, al căror venin este mult mai vechi, produc mult mai puține tipuri de toxine. Se pare că au ajuns la a doua fază a evoluției, unde selecția negativă sau „purificatoare” elimină majoritatea elementelor din toxinele toxice și se concentrează pe conservarea unor cantități mici de toxine foarte puternice.

Melc de mare foarte otrăvitor. Credit: Jeff Rotman/Alamy Stock Photo

Din fericire, nicio specie veninoasă nu a evoluat în mod specific pentru a vâna oameni și, totuși, există mii de morți documentate din cauza unor întâlniri nefericite cu șerpi, meduze, scorpioni și o serie de alte creaturi veninoase.

„Primatele nu par să poată dezvolta rezistență la otrăvuri”, explică Worcester. Prin urmare, otrăvurile extrem de puternice care au evoluat pentru a ucide chiar și victimele foarte rezistente au o putere mai mult decât suficientă pentru a ucide o persoană.

Ghinionul este, de asemenea, un factor. Mușcătura unei specii de păianjen australian din genul Atracinae este foarte periculoasă pentru oameni, în timp ce rozătoarele nu sunt afectate de veninul său. Deoarece păianjenul nu a evoluat pentru a mânca oameni sau rozătoare, acest caz poate fi considerat o coincidență nefericită în care neurotoxinele păianjenului se leagă de receptorii de pe unele dintre celulele noastre.

Desigur, este important să studiem modul în care otrăvurile afectează fiziologia umană. O astfel de cercetare ne permite să creăm antidoturi, precum și medicamente, cum ar fi medicamentul pentru tensiune arterială captopril, pe bază de toxine cu șarpe cu clopot.

Pentru a le înțelege pe deplin, trebuie să ne lărgim orizontul dincolo de impactul lor direct asupra oamenilor și să explorăm modul în care otrăvurile sunt folosite în natură.

Atrax robustus. Credit: Nature Production/naturepl.com

Trebuie clarificat faptul că otrăvurile au un preț.

Șerpii, meduzele și unele melci nu au dezvoltat veninuri puternice chiar așa. Otravurile lor sunt specializate și sunt capabile să facă munca pentru care au fost create - chiar dacă sarcina lor nu este foarte evidentă pentru noi.

Înapoi în Costa Rica, ghidul nostru mută șarpele de mare înapoi în apa prinsă între două lansete pentru a împiedica trecătorii mai puțin atenți să pășească pe el. Mă bucur că am evitat moartea oribilă în timp ce ne continuăm mersul.

Ulterior am aflat că eram îngrijorat inutil. Se pare că șarpele nostru de mare nu se află în fruntea listei animalelor otrăvitoare. Mai mult, deși veninul său este suficient de puternic pentru a ucide o persoană, fălcile sale mici și dinții insuficienți înseamnă că rareori mușcă ceva mai mare decât un pește.

Și asta e bine când vine vorba de șarpele de mare. Peștele face parte din dieta sa naturală, iar omul nu.