Complexitatea Veninului Șarpelui este condusă de o dietă prădătoare

Diversitatea în alimentație joacă un rol în complexitatea otrăvirii la ulcioare, cum ar fi șobolanii, capul de aramă și pădurile.

Dar noile cercetări colaborative efectuate de oamenii de știință de la Universitatea Clemson au descoperit că numărul speciilor de pradă consumate de un șarpe nu a condus la complexitatea otrăvirii. În schimb, era atât de îndepărtat încât speciile de pradă erau una de cealaltă evolutiv.

„Nu doar dieta alimentează variația otrăvii la șerpi. Aceasta este lățimea dietei “, a spus Christopher Parkinson, profesor la Departamentul de Științe Biologice al Colegiului Științei. „Dacă un șarpe mănâncă 20 de specii diferite de mamifere, otravă nu va fi foarte complicată. Dar dacă mănâncă un centiped, o broască, o pasăre și un mamifer, va obține o otravă foarte complexă, deoarece fiecare componentă a otravă afectează ceva diferit la unul dintre animalele diferite pe care șarpele se hrănește cu ea. ”

Jurnalul Lucrările Academiei Naționale de Științe el a publicat concluziile într-o lucrare intitulată „Dietele diverse din punct de vedere filogenetic favorizează otrăvuri mai complexe în adăugătorii de iazuri din America de Nord”.

Cercetarea ar putea duce la îmbunătățirea antioxidanților și ar putea servi drept bază de date dietetice pentru alți cercetători în materie de șerpi.

Șarpe cu clopote pigmei occidentale

Șarpe cu clopoței occidental mănâncă o broască. Credit: Kyle Hutchison

„Mușcătura de șarpe este o boală tropicală neglijată. Nu ucide mulți oameni în SUA, doar aproximativ opt pe an. Dar provoacă leziuni permanente, cum ar fi leziuni neurologice și tisulare. Deși avem antidoturi bune, acestea ar putea fi cu siguranță mai bune. Am produs o bibliotecă de otrăvuri ale tuturor speciilor din SUA într-un nivel de detaliu mai ridicat decât anterior, astfel încât altcineva interesat de îmbunătățirea antioxidantă ar putea folosi aceste informații ”, a declarat Matthew Holding, fostul cercetător postdoctoral al lui Clemson este autorul principal al hârtia.

Holding a colaborat cu cercetători din Clemson, Universitatea de Stat din Florida, Mexic și Brazilia pentru a studia otrăvurile și dietele a 46 de specii de adăugători de iazuri din America de Nord, inclusiv a tuturor celor care trăiesc în Statele Unite. Apoi au folosit informații despre dietele acelor specii pentru a înțelege de ce unele otrăvuri sunt simple, iar altele sunt foarte complexe.

Veninul conține proteine ​​care acționează colectiv pentru a dezactiva prada. Numărul de proteine ​​diferite pe care le conține reflectă complexitatea sa.

Matthew Holding

Cercetările fostului cercetător postdoctoral al Universității Clemson, Matthew Holding, au stabilit că complexitatea otrăvirii șerpilor este determinată de diversitatea prăzilor. Credit: Imagine datorită lui Matthew Holding

„Vă puteți gândi la otravă ca la o cutie de unelte de șarpe”, a spus Holding, acum cercetător postdoctoral al Fundației Naționale a Științei în statul Florida. „O cheie, o priză și o șurubelniță au utilizări diferite. În mod similar, fiecare proteină are o funcție diferită atunci când otrava este injectată într-un șoarece, șopârlă sau centiped sau orice altă pradă pe care o mănâncă șarpele. “

„Unii șerpi au o otravă mult mai simplă, cu mai puține componente. Unii au multe altele. Am vrut să înțelegem, dintr-o perspectivă evolutivă, de ce ar putea fi asta, a explicat Holding. ”

Cercetătorii au colectat probe de otravă și glandă otrăvitoare de la șarpe cu zgomot și gură de bumbac din America de Nord. Ei au folosit tehnici de secvențiere de generație următoare pentru a produce cel mai mare set de date de proteine ​​ale glandei veninoase și transcrieri pentru șerpi viperizi până în prezent.

Folosind exemplare de istorie naturală, cercetătorii au comparat complexitatea otrăvii cu dietele speciilor de șarpe.

Christopher Parkinson

Christopher Parkinson. Credit: Clemson University College of Science

„A avea o bază de date de pradă bazată pe specimene de istorie naturală a fost crucială, deoarece nu am fi putut face această lucrare fără acele colecții ale muzeului. Nu am fi putut construi un cadru filogenetic comparabil pentru a compara dieta șerpilor și istoria evoluției fără ele ”, a spus Parkinson, care are o dublă numire în cadrul Departamentului Silvic și Conservării Mediului de la Colegiul Agriculturii, Silviculturii și Științelor Vieții.

Holding a spus că complexitatea otrăvirii se modifică în ceea ce privește diversitatea filogenetică a dietelor de șarpe, cu evoluția otrăvii mai simple și mai complexe. Studiul arată cât de multă abatere între speciile de pradă este pentru evoluția otrăvurilor vizate, mai degrabă decât diferențele dintre speciile de pradă sau grupurile taxonomice mari, indiferent de cât de filogenetic este legată.

Unele studii anterioare au sugerat că dieta a provocat probabil variații ale otrăvirii la șerpi folosind date aproximative. Acest proiect a folosit date genetice ale glandelor otrăvitoare pentru mai mult de 250 de șerpi individuali, un eșantion mai dens decât orice alt studiu realizat până în prezent. Cercetătorii au compilat, de asemenea, o bază de date detaliată cu obiecte de pradă. Combinarea acestor date a facilitat înțelegerea cauzei variației otrăvii.

„Deoarece folosim instrumente de secvențiere de generație următoare, am putea face mai mult decât să numărăm numărul de componente din otravă. Ne-am putea apropia mult de secvențele genetice care contribuie la această caracteristică în aceste taxiuri, ceea ce nu se făcuse până acum ”, a spus Holding.

Studiul a arătat că predicțiile privind diversitatea dietei exprimă complexitatea în trei dintre cele patru mari familii de gene otrăvitoare din otrăvurile adder. Proteinele serinice, metaloproteinazele și fosfolipazele au afinități pozitive, ceea ce înseamnă că, cu cât este mai diversă dieta șarpelui, cu atât este mai complexă otravă. Dar dieta nu a avut același efect asupra lectinelor de tip c. Soiul de diete reprezintă între 25 și 40% din variația complexității otrăvirii.

„Am produs noi întrebări pentru a fi abordate de alți cercetători, cum ar fi de ce lectinele de tip c urmează un model diferit de relație cu diversitatea dietei decât alte familii de gene și ce explică cele trei sferturi care rămân o variație a complexității otrăvii pe care nu suntem capabili la. cont ”, a spus Holding.

Deoarece medicamentele otrăvitoare cu șarpe sunt folosite pentru a trata bolile de inimă, hipertensiunea și cheagurile de sânge la om, cu cât oamenii de știință înțeleg mai bine otravă, cu atât mai probabil o pot folosi pentru a crea medicamente pentru oameni.

„Vedem potențialul din aval pentru uz medical sau terapeutic. Dar ceea ce ne entuziasmează este să ne întrebăm: „De ce există atât de multe tipuri de șerpi în primul rând și în cadrul acestor șerpi, de ce există atât de multe tipuri de otravă care au atât de multe efecte fie asupra prăzii, fie asupra oamenilor?” ”A spus Holding.

Referință: „Dietele diverse din punct de vedere filogenetic favorizează otrăvuri mai complexe la piperele din iazurile din America de Nord” 19 aprilie 2021, Lucrările Academiei Naționale de Științe.

Acest proiect a fost susținut de Fundația Națională pentru Știință și Fundacao de Amparo și Pesquisa do Estado de Sao Paulo. Conținutul este exclusiv responsabilitatea autorilor și nu reprezintă neapărat opiniile oficiale ale organizațiilor de sprijin.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.