Американские ученые выяснили, как гремучие змеи справились с тем, что их жертвы в процессе эволюции выработали устойчивость к их яду. Авторы обнаружили в ДНК змеи огромное количество генов, кодирующих яд.
Именно это позволяет им оставаться опасными хищниками и объясняет, почему разработка эффективных противоядий от укусов змей до сих пор остается такой сложной задачей. Статья опубликована в журнале Nature Ecology and Evolution.
В эволюционной «гонке вооружений» между гремучими змеями и их добычей жертва выработала устойчивость к смертельному яду хищников. Ученые из Колорадского университета в Боулдере и Техасского университета в Арлингтоне выяснили, почему гремучие змеи остаются успешными хищниками. Было показано, что их геном содержит широкий и разнообразный набор генов, кодирующих яд, что позволяет им быстро адаптироваться к новым типам добычи и новым условиям.
Змеиный яд состоит из различных ферментов и токсинов. На протяжении десятилетий биологи считали, что совместная эволюция хищников и жертв приведет к тому, что яд станет узкоспециализированным, чтобы убивать только определенную добычу, а разнообразие неиспользуемых генов яда исчезнет. Этот процесс известен как «направленный отбор».
Но новое исследование предполагает, что вместо этого работает «уравновешивающий отбор», при котором сохраняются несколько версий гена. Поскольку гремучие змеи питаются самыми разными животными, включая мышей, полевок, птиц и ящериц, отбор с течением времени может не только благоприятствовать, но и активно отбирать большее разнообразие генов яда.
— Наши результаты помогают объяснить десятилетия, казалось бы, противоречивых теорий и доказательств того, что контролирует изменчивость генов, кодирующих состав змеиного яда. Похоже, что гонка вооружений между змеями и добычей приводит к постоянному перетасовыванию предпочтительных вариантов яда, что приводит к сохранению многих вариантов с течением времени, некоторые из которых очень древние, — говорит соавтор исследования Тодд Кастоу.
Сначала ученые выяснили, где расположены гены яда в геноме гремучей змеи, что до сих пор оставалось загадкой. Затем исследователи собрали 68 гремучих змей двух видов из популяций в Колорадо, Монтане, Калифорнии и Айдахо и взяли образцы их крови и яда. Авторы секвенировали геномы рептилий и исследовали генетические вариации в областях генома, кодирующих состав яда. Они обнаружили удивительное генетическое разнообразие и убедительные доказательства того, что естественный отбор поддерживает разнообразие генов яда. Работа предоставила дополнительные доказательства того, что уравновешивающий отбор более распространен в природе, чем считалось ранее.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен