Предки плюющихся кобр приобретали способность плеваться ядом трижды
Ученые предполагают, что главным движущим фактором эволюции плюющихся кобр могло послужить появление человека и других гоминид.
Изучение истории эволюции плюющихся кобр показало, что их предки как минимум три раза приобретали способность плеваться ядом. Это может быть связано с появлением человека и высших приматов. Описание исследования опубликовал научный журнал Science.
Как правило, в яде змей, скорпионов, пауков и других ядовитых животных содержится множество белков и сигнальных молекул, которые выполняют две разных функции. Часть из них проникает в рецепторы или ионные каналы на поверхности нервных клеток и мешает им работать. Другие компоненты яда вызывают массовую гибель клеток, напрямую растворяя их компоненты или заставляя их самоуничтожиться, из-за чего появляются тромбы и внутренние кровотечения.
Из-за серьезных различий в структуре этих молекул, а также их большого разнообразия ученые пока не могут создать универсальное противоядие, которое могло бы защитить человека от любых животных токсинов или же позволяло подавить действие яда хотя бы одного семейства змей или скорпионов. Поэтому ученые давно интересуются, как возникли разные виды ядов змей и прочих ядовитых животных, а также то, какие функции они выполняли в далеком прошлом.
В частности, биологи уже много лет пытаются понять, как сразу три группы змей – африканские и азиатские плюющиеся кобры и южноафриканские ошейниковые кобры – «научились» плеваться ядом в глаза нападающих на них животных. Ученые пока не могут точно сказать, умел ли делать это общий предок этих змей и зачем ему была нужна такая способность.
Эволюционист из Бангорского университета (Великобритания) Вольфганг Вюстер и его коллеги попытались получить ответ на оба эти вопроса. Они сравнили между собой химический состав яда этих кобр и их неплюющихся родичей. Эти данные ученые сопоставили со строением геномов этих змей, благодаря чему они предположили, когда предки современных змей научились плеваться ядом.
Анализ показал две неожиданных вещи. С одной стороны, все плюющиеся кобры используют яд исключительно для защиты от нападений более крупных животных, что противоречит общепринятым представлениям о том, что состав яда змей зависит в первую очередь от их диетических предпочтений.
С другой Вюстер и его коллеги обнаружили, что предки всех трех подгрупп плюющихся кобр выработали подобную способность независимо друг от друга и в разные периоды времени. Несмотря на это, состав их ядов оказался очень похожим, поскольку во всех них есть большое количество ферментов, которые растворяются стенки клеток, таких как фосфолипаза А2.
По словам биологов, схожий характер эволюции кобр, которые живут в разных уголках Африки и Азии, говорит о том, что на них действовали одни и те же факторы естественного отбора. Они заставили предков этих змей тремя разными способами перепрофилировать их яд и приспособить его для защиты, а не нападения.
Что именно послужило причиной этого, ученые пока точно не могут сказать. Однако они предполагают, что главным движущим фактором эволюции плюющихся кобр могло послужить появление человека и прочих гоминид. В пользу этого, в частности, говорит то, что общий предок всех африканских змей, обладающих такой способностью, появился около семи миллионов лет назад, примерно в то же время, когда разделились предки людей и шимпанзе.
«Многие приматы нападают на змей, используя камни и палки. Появление двуногих гоминид, чьи руки хорошо приспособлены для таких действий, могло послужить общим фактором естественного отбора, который трижды заставил предков разных плюющихся кобр выработать дальнобойную систему защиты от таких нападений», – пояснил Вюстер.
Аналогичным образом, подобные змеи появились на территории Азии около 2,5 млн лет назад, когда туда впервые проникли первые представители рода Homo. Дальнейшее изучение геномов этих змей, а также поиски окаменелых останков их предков, как надеются Вюстер и его коллеги, дадут точный ответ на этот вопрос.