Американские исследователи выяснили, как гремучие змеи справлялись с тем, что их жертвы в процессе эволюции вырабатывали устойчивость к их яду. Авторы обнаружили в ДНК змей огромное разнообразие генов, кодирующих яд. Именно оно 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 жертвы выработали устойчивость к смертельному яду хищников. Ученые из Колорадского университета в Боулдере и Техасского университета в Арлингтоне выяснили, почему гремучие змеи остаются успешными хищниками. Оказалось, что в их геноме содержится широкий и разнообразный набор генов, кодирующих яд, что позволяет им быстро адаптироваться к новым видам 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 и будет убивать лишь определенную добычу, а разнообразие неиспользованных генов яда исчезнет. Этот процесс известен как «направленный отбор».
Однако новое исследование предполагает, что вместо этого действует «уравновешивающий отбор», при котором множественные версии гена сохраняются. Поскольку гремучие змеи охотятся на самых разных животных, включая мышей, полевок, птиц и ящериц, отбор с течением времени может не только поддерживать, но и активно отбирать большее разнообразие генов яда.
«Наши результаты помогают объяснить десятилетия, казалось бы, противоречивых теорий и доказательств того, что движет вариациями генов, кодирующих состав змеиного яда. Оказывается, гонка вооружений между змеями и добычей приводит к постоянной перетасовке предпочтительных вариантов яда, что со временем приводит к сохранению множества вариантов, некоторые из которых очень древние», — говорит соавтор исследования Тодд Кастоу.
Сначала ученые выяснили, где в геноме гремучей змеи находятся гены яда, что до этого момента оставалось загадкой. Потом 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 генетическую изменчивость в областях генома, кодирующих состав яда. Они обнаружили поразительное генетическое разнообразие и убедительные доказательства того, что естественный отбор поддерживает разнообразие генов яда. Работа стала еще одним доказательством того, что уравновешивающий отбор более распространен в природе, чем считалось раньше.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
