Австралийские сцинки 25 раз независимо выработали защиту от змеиного яда — и лучшая из них оказалась такой же, как у млекопитающих
За 24 миллиона лет ящерицы не просто выжили — они 25 раз независимо друг от друга нашли способ противостоять смертельному яду.
И самый эффективный из этих механизмов удивительным образом совпал с тем, что используют медоеды и даже сами змеи.
Двадцать четыре миллиона лет назад Австралия была раем для сцинков — пока там не появились змеи-элапиды.
«Ящерицы оказались совершенно не готовы к такой угрозе», — объясняет профессор Брайан Фрай из Университета Квинсленда в интервью IFLScience.
Многие виды вымерли, но те, что выжили, научились быстрее убегать и лучше прятаться.
Однако масштабное исследование сотен современных сцинков показало, что 27,5% видов обладают устойчивостью к альфа-нейротоксину — самому опасному компоненту змеиного яда. «Этот токсин блокирует нервные сигналы к мышцам, вызывая паралич и смерть», — говорит Фрай. Но сцинки нашли способ сопротивляться.
Защита возникла не однажды — учёные обнаружили как минимум 25 независимых случаев появления устойчивости. Вероятно, это связано не с частотой мутаций, а с огромным количеством сцинков, рождавшихся за миллионы лет сосуществования со змеями.
Мутации создают положительно заряженные аминокислоты, которые мешают яду прикрепиться к рецепторам. Некоторые варианты работают лучше других. Например, сцинки с аргинином (R) в позиции 187 получили, по словам Фрая, «генетический джекпот» — их защита оказалась особенно мощной.
«Мы обнаружили, что австралийский сцинк Bellatorias frerei имеет ту же мутацию, что и медоед — знаменитый своей невосприимчивостью к яду кобры, — говорит Фрай. — Удивительно, что эволюция привела к одному и тому же решению у столь разных животных.»
Ирония в том, что та же мутация защищает и самих змей от их собственного яда — например, если они случайно укусят себя.
«Трудно поверить, что одно крошечное изменение в белке может решить, выживет ли животное после встречи со смертельным хищником», — добавляет ведущий автор исследования доктор Утпала Чандрасекара.
Другие мутации дают менее надёжную защиту, но всё же повышают шансы на выживание. Иногда две слабые мутации вместе дают эффект сильнее, чем можно было ожидать. А у некоторых видов одна и та же мутация появлялась независимо у неродственных особей — это создало сложную «мозаику устойчивости» среди австралийских сцинков.
Змеи, впрочем, не сдавались — их яды тоже эволюционировали.
«Мутации сцинков блокируют только определённые токсины, поэтому у змей был стимул развивать новые яды, — поясняет Фрай. — Это одна из причин, почему австралийские змеи обладают самым сложным ядом в мире.»
Хотя эта «гонка вооружений» усложняет создание противоядий для людей, изучение защиты сцинков помогает учёным разрабатывать более эффективные антидоты.
«Понимание того, как работают эти рецепторы, — ключ к новым методам лечения», — говорит Фрай.
Исследование опубликовано в открытом доступе в International Journal of Molecular Sciences.