Исследователи подтвердили гипотезу о ядовитости звероящера Euchambersia, изучив строение его зубов. Оказалось, что прямо над его верхними клыками располагалась ямка с ядовитой железой, откуда яд стекал по костным каналам.

Результаты исследования, проведенного южноафриканскими специалистами из Университета Витватерсранда, опубликованы в журнале PLOS ONE.

С середины перми до середины триаса, пока не появились динозавры, на Земле господствовали звероящеры (Therapsida) - именно от них позднее произошли млекопитающие. Одним из самых известных звероящеров является Euchambersia, жившая в конце перми (около 260 млн лет назад) на территории Южной Америки. Считалось, что она задолго до змей научилась вырабатывать яд.

Тем не менее, многие специалисты ставили ядовитость Euchambersia под сомнение. Чтобы поставить точку в этом вопросе, авторы статьи изучили на томографе два черепа этого животного (это всё, что сохранилось от них). Выяснилось, что в его верхний челюсти располагались специальные ямки, связанные с основанием клыков максиллярным каналом.

Обычно в этом канале проходят нервы и кровеносные сосуды, но Euchambersia могла пользоваться им также для доставки яда. Интересно, что у змей, повившихся 100 млн лет спустя, эта система устроена более совершенно: ядовитая железа сообщается с зубами не с помощью максиллярного канала, а связана с ними отдельным протоком.

Кроме того, у змей в зубах есть специальные бороздки, по которым они впрыскивают яд, как из шприца. Euchambersia была лишена этой особенности, зато ее зубы несли дополнительные острые гребни. Благодаря им зубы лучше впивались в добычу, а вместе с укусом в тело жертвы проникал и яд. Не исключено, что ядовитые зубы звероящер использовал и для обороны.

Источник: infox.ru

Вышли сразу две интересных научных статьи, посвященные гремучим змеям (подсемейство ямкоголовые, лат. Crotalinae). Первое исследование, которое выполнили ученые из Университета Висконсин-Мэдисон и Техасского университета в Кингсвилле (США), под руководством профессора Шона Кэрролла (Sean B. Carroll), посвящено тому, как разные виды североамериканских гремучих змей лишались способности вырабатывать определенные яды. Статью об этом, вышедшую в журнале Current Biology, пересказывает сайт Science Daily.

Гремучая змеяАвторы второго исследования — Дэвид Пфенниг (David Pfennig) и его коллеги из университета Северной Каролины в Чапел-Хилл. Они задались вопросом: что появилось у гремучих змей раньше — привычка трясти хвостом или собственно расположенная на нем погремушка (которая состоит из видоизмененных чешуек)? Статья об этом опубликована в журнале The American Naturalist, краткий ее пересказ сделал сайт New Scientist.

Такие виды, как техасский гремучник (Crotalus atrox) и ромбический гремучник (Crotalus adamanteus), вырабатывают в своем организме только яды, поражающие мышцы и кровеносные сосуды жертвы. В то же время, яд мохавского ромбического гремучника (Crotalus scutulatus) имеет как раз нейротоксическое действие. Как же так произошло?

На основании генетического анализа ученые выяснили, что общий предок всех гремучих змей имел полный набор ядов, выработка которых кодировалась семью генами. Например, ген, кодирующий синтез нейротоксина, появились 22 млн лет назад, а первые гремучие змеи — только 12-14 млн лет. Однако затем разные виды подсемейства Crotalinae лишались разных «ядовитых» генов: к сегодняшнему дню, каждый из видов бесследно потерял от двух до четырех, что и привело к их способности вырабатывать яды разных типов.

Столь быстрая и окончательная потеря генов — редкое у позвоночных явление, и авторы статьи, конечно захотели выяснить, как так произошло. Оказалось, что причиной стали соседствовавшие с утраченными генами транспозоны — участки ДНК, которые обычно не несут значимой генетической информации, но могут перемещаться по геному, прихватывая с собой соседние гены, что приводит к мутации либо полному исчезновению последних. Разобраться в столь сложном, но интересном механизме американским ученым помогли самые современные методы анализа ДНК.

«Сейчас есть так много возможностей понять, что происходит [в ДНК] и распространить это понимание на эволюцию не только змей, но и других животных, задав вопрос: “Как же в целом работает геном?”», — сказал постдок Ной Дауэлл (Noah Dowell), один из соавторов исследования.

Теперь обратимся к хвостам. Ученые поставили на 56 видах ядовитых и неядовитых змей простой эксперимент: помахали у них перед носом искусственной крысой, прикрепленной к палке. Оказалось, что чем ближе змея стоит на эволюционном древе к гремучим, тем больше она склонна, атакуя жертву, трясти хвостом.

Можно сделать вывод, что погремушка у представителей подсемейства Crotalinae появилась уже после того, как они привыкли трясти во время охоты хвостом. Но как она возникла? По словам Пфеннига, есть две возможности: либо погремушка развилась когда-то из не до конца сброшенной с хвоста во время линьки кожи, либо чешуйки на хвосте огрубели и стали греметь от сильного трения об землю. Какая из этих версий правильная, ученые пока затрудняются сказать.

Источник: Научная Россия

Международная группа биологов под руководством Балдомеро Оливера (Baldomero Olivera) исследовала механизм, благодаря которому часть моллюсков-конусов научилась охотиться на рыбу — при том, что сами они передвигаются крайне медленно. Результаты исследования ученые опубликовали в журнале PNAS.

Охота улитки-конуса на рыбуКонусы представляют собой относительно небольших морских моллюсков, которые питаются по большей части червями и другими малоподвижными живыми организмами, однако отдельные виды конусов научились в процессе эволюции охотиться на рыбу. Для этого они используют специальное приспособление — так называемый зуб радулы, который представляет собой своего рода гарпун с ядом. Этим зубом конус касается проплывающей мимо рыбы и, поскольку яд оказывает нервнопаралитическое воздействие, рыба теряет способность передвигаться и становится легкой добычей для медленного моллюска. Что представляет собой этот яд, до сих пор было практически не изучено.

Для того чтобы установить происхождения этого яда группа Балдомеро Оливера вначале исследовала состав яда, который использует один из видов конусов — Conus Tessulatus. Как оказалось, он представляет собой набор из 27 аминокислот. После этого они исследовали состав яда у тех видов конусов, которые питаются червями, и пришли к выводу, что имеют дело с близкими по составу веществами. Точнее, δ-конотоксин, используемый для охоты на червей, является тем веществом, из которого позднее развился яд, которым моллюски пользуются для охоты на рыб.

Как отмечают ученые, это редкий случай, когда удается показать, что то или иное приспособление возникло из чего-то другого. А также замечают, что эта своеобразная рыбалка может показаться невероятной, поскольку моллюски не умеют плавать.

Источник: Научная Россия

Улитки-конусы выработали оригинальную стратегию для поимки рыб — нападая на жертву, они впрыскивают в окружающую воду большую дозу "неправильного" инсулина, который резко снижает уровень глюкозы в крови жертвы, лишает мускулы энергии и тем самым обездвиживает ее, рассказывают зоологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Улитки-конусы"Это уникальный тип инсулина. Его молекулы короче, чем любые другие версии этого гормона, которые нам когда-либо удавалось находить в теле других животных. Мы обнаружили огромное количество такого инсулина в яде улиток", — рассказывает один из авторов статьи Балдомеро Оливера (Baldomero Olivera) из университета Юты в Солт-Лейк-Сити (США).

Оливера и несколько десятков других зоологов несколько лет изучают улиток из рода конусов (Conus), пытаясь раскрыть секрет охотничьих навыков этих брюхоногих моллюсков и понять, как им удается ловить гораздо более быструю и сообразительную добычу – мелких морских рыб.

Улитки-конусы широко встречаются в прибрежных водах тропических морей. День эти беспозвоночные проводят в толще песка, а ночью выбираются на охоту. Когда мимо улитки проплывает рыба, она выбрасывает "гарпун", который вводит яд в тело жертвы. Будущий "обед" моллюска практически мгновенно парализует, что позволяет неторопливому хищнику добывать себе пропитание и процветать (в морях Земли существует около 500 видов улиток-конусов).

Авторы статьи обратили внимание на то, что некоторые улитки-конусы, такие как моллюски вида Conus geographus, ведут себя крайне странным образом — сначала они обволакивают рыбу, и лишь потом впрыскивают яд. Пытаясь выяснить, почему рыбы позволяют им делать это и не предпринимают попыток к спасению, ученые приобрели нескольких брюхоногих, извлекли и проанализировали фрагменты их ДНК, отвечающие за синтез различных компонентов яда.

Когда Оливера и его коллеги проанализировали эти последовательности из генетических "букв", они заметили нечто необычное — достаточно большая часть из них была похожа по своему устройству не на яды, а на гормон инсулин, который используется позвоночными животными для управления уровнем глюкозы в организме. Похожие на инсулин молекулы были найдены и в экстрактах яда, извлеченных из тела моллюсков.

Заинтригованные ученые решили выяснить, какую роль инсулин играет в процессе поимки жертвы. Это было сделать не так просто — из-за небольшого количества гормона в теле улиток им пришлось самостоятельно научиться собирать молекулы инсулина в пробирке.

Когда зоологи выработали достаточное количество инсулина, они проверили, что произойдет с рыбой, если в воде с ней окажется большое количество гормона. Эффект был крайне наглядным и очевидным — молекулы инсулина попали в кровь животного и заставили организм резко снизить уровень сахара в крови, что одновременно лишило мозг и мускулы источника энергии. По сути, рыба впадала в кому и теряла способность двигаться и реагировать, что и является секретом успеха для улиток-конусов.

В чем практическая значимость этого открытия? По словам зоологов, человечество может воспользоваться "биооружием" улиток двумя путями. В-первых, столь сильный вариант инсулина можно использовать для проверки чувствительности человеческого организма к сахару. Во-вторых, "боевая" версия инсулина заметно короче, чем все существующие варианты этого гормона у позвоночных, что позволяет надеяться на то, что "ноу-хау" улиток-конусов может быть использовано в качестве базы для новых, более дешевых и действенных версий терапевтического инсулина.

С другой стороны, зоологи пока не знают, как хищные брюхоногие моллюски приобрели эту способность. Единственным существом, который использует похожий механизм охоты, является аризонский ядозуб — ящерица, чей яд содержит аналог гормонов, заставляющих организм жертвы вырабатывать инсулин. Синтетический аналог этого компонента яда уже используется для лечения диабета, и авторы статьи надеются, что "биооружие" улиток составит ему конкуренцию.

Истоник: РИА Новости

Кузнечиковые хомячки, населяющие юго-запад Соединённых Штатов, живут в таких местах, где очень много скорпионов и не очень много другой пищи. То есть научиться есть скорпионов их, можно сказать, заставила жизнь, однако, охотясь на ядовитых членистоногих, эти зверьки их вообще не боятся и не беспокоятся насчёт скорпионьего яда.

Скорпионовый хомячок атакует скорпиона. (Фото Ashlee Rowe / The University of Texas at Austin.) Видно, у кузнечиковых (они же скорпионовые) хомячков образовалась устойчивость к яду, и учёным наконец-то удалось выяснить её механизм.

Для начала Эшли Роу (Ashlee Rowe) из Техасского университета в Остине (США) и её коллеги сравнили действие яда на кузнечиковых хомячков и на обычных мышей. Животным вводили небольшие порции отравы и наблюдали за их поведением; так удалось подтвердить, что мышам такие инъекции доставляют гораздо больший дискомфорт, чем хомячкам. 

Тогда после яда учёные ввели животным ещё и формалин, от которого обычно становится больно. Однако после порции скорпионьего яда хомячки формалин чувствовали слабо, то есть способность испытывать боль каким-то образом отключалась.

Оказывается, как пишут исследователи в журнале Science, скорпионий яд по-разному действовал на разные каналы для ионов натрия в болевых нейронах. Существует два типа таких каналов: один обеспечивает инициацию болевого ощущения, второй — его распространение. Яд скорпиона, как выяснилось, возбуждал инициирующие белковые каналы, но подавлял те, которые отвечали за распространение сигнала.

В результате после яда ни один болевой сигнал просто не доходил до мозга.

 Иными словами, яд оказывался обезболивающим.

У кузнечиковых хомячков белки «проводящих» ионных каналов лишь на одну аминокислоту отличаются от таких же белков обычных мышей. Тем не менее, сообщают авторы, это позволяет белкам кузнечиковых хомячков связывать скорпионий токсин, после чего ионные каналы просто отключаются.

Любопытно, что подобный механизм обезболивания — с помощью самогó болевого вещества, блокирующего распространение сигнала от самого себя, — есть ещё у голых землекопов, у которых он появился параллельно и независимо от кузнечиковых хомячков. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Список ядовитых животных обогатился целым классом — исследователи из Музея естественной истории в Лондоне (Великобритания) обнаружили ядовитые железы у ремипедий, слепых ракообразных, которые до 1979 года вообще считались вымершими (отдельный класс им выделили в 1981-м). 

Ядовитая ремипедия S. tulumensis. (Фото Björn von Reumont / Natural History Museum.) Живут ремипедии в пещерных водоёмах, что сильно затрудняет изучение их образа жизни. В 2007 году исследователи заметили, что на передних лапах ремипедий есть структура, напоминающая полую иголку. Было высказано предположение, что эта иголка нужна животным, чтобы что-то вводить в жертву. Однако подтвердить это удалось только сейчас: Бьорн фон Реймонт и его коллеги опубликовали в Molecular Biology and Evolution статью, в которой описывают особый резервуар, сообщающийся с иглообразной структурой.

Резервуар этот у ремипедий окружён мышцами — вероятно, чтобы прокачивать его содержимое через полость иглы. Наконец, у этих ракообразных найдены также специальные железы, вырабатывающие яд и сообщающиеся с упомянутым резервуаром. 

Ремипедии впрыскивают в жертву, во-первых, ферменты пептидазы, которые расщепляют белки и помогают превратить жертву в питательный суп, а во-вторых, нейротоксин, который, видимо, обездвиживает жертву. Нейротоксин ремипедий почти идентичен другому, найденному в 2010 году у пауков. 

Вообще, яды пользуются среди членистоногих огромной популярностью, достаточно вспомнить тех же пауков, скорпионов, многоножек, ос. Однако, как ни удивительно, среди 70 тысяч известных видов ракообразных, которые тоже относятся к членистоногим, до сих пор не было ни одного ядовитого. Почему эволюция этой группы пошла по «неядовитому» пути, большой вопрос. Предполагается, что тут сыграл свою роль тип питания ракообразных, которые являются преимущественно фильтраторами или собирателями, подъедающими органические остатки. Ни в одном, ни в другом случае яд не нужен. 

Но, как видим, и тут не обошлось без исключений, и ремипедия Speleonectes tulumensis стала первым и пока что единственным ядовитым видом среди ракообразных.

Опасен ли яд для человека, исследователи сказать пока не могут. Есть много историй о таинственной гибели ныряльщиков, занимающихся дайвингом в подземных водоёмах. Кто знает, возможно, эти случаи произошли как раз по вине ремипедий...

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Муравьи редко болеют инфекционными болезнями, но зато часто страдают от так называемых социальных паразитов — других муравьёв (и других насекомых), которые проникают в колонию и безвозмездно пользуются её ресурсами. Этим паразитам, естественно, нужно как-то защититься от самих хозяев, и для этого они используют широкий спектр приспособлений: кто-то с помощью химических веществ маскируется под хозяев, кто-то, наоборот, вырабатывает вещества, к которым муравьи питают непреодолимое отвращение, а потому не смеют тронуть того, кто так пахнет.

Муравей-листорез из рода Sericomyrmex. (Фото Anders Illum.) К примеру, муравьи Megalomyrmex, паразитирующие на чужих колониях, выделяют алкалоидный яд, отпугивающий и отравляющий других муравьёв. Кроме того, не стоит забывать, что многие виды муравьёв попросту живут за счёт грабежа чужих колоний, уничтожая взрослых особей и забирая запасы и потомство в своё гнездо.

Муравей-захватчик из рода Gnamptogenys. (Фото Kurt (Hock Ping GUEK) orionmystery.blogspot.com.) Но иногда на один и тот же мирный вид муравьёв претендуют два паразита-захватчика, и в этом случае жертва извлекает хорошую пользу из столкновения чужих интересов. Так происходит, например, с муравьями-листорезами, известными своими грибными колониями, которые они выращивают на переработанной биомассе растений. Листорезы Sericomyrmex страдают от набегов Gnamptogenys, которые перемещаются от одного гнезда к другому, разгоняя рабочих и охрану и съедая грибы и расплод.

Сами листорезы не могут противостоять захватчикам, однако и у них есть что противопоставить врагу. Как пишут в PNAS зоологи из Копенгагенского университета (Дания), противовесом захватчикам выступают муравьи рода Megalomyrmex — те самые, что выделяют яд. Они пользуются грибными ресурсами колонии листорезов, и хозяевам приходится терпеть гостей.

Если же колонии угрожает нападение муравьёв-рейдеров, листорезы почти не предпринимают никаких действий. Но зато на их защиту активно поднимаются ядовитые гости: заметив врага, Megalomyrmex уходит вглубь колонии листорезов, чтобы предупредить своих ядовитых сородичей. Яд токсичен и для захватчиков, кроме того, он портит систему распознавания других муравьёв, так что вторгшиеся разбойники начинают нападать друг на друга, спутав себя с врагом. 

 Эффективность ядовитых Megalomyrmex довольно велика, так что довольно трудно найти колонию листорезов, где бы не было этих социальных паразитов. Сами захватчики Gnamptogenys вполне осведомлены о силе Megalomyrmex и, по словам авторов работы, перед началом вторжения сначала выясняют, есть ли в выбранной колонии листорезов опасные гости. Ну а листорезы, напомним, не предпринимают почти ничего, чтобы защититься от нападающих, то есть их гости служат им чем-то вроде наёмных вооружённых солдат, которым предоставляется стол и дом.

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА