Новое исследование показывает удивительный эволюционный поворот, заключающийся в том, что одна гремучая змея способна запросто убить ящерицу, мясом которого она питается, а ее «соседка» может несколько раз укусить идентичную добычу, но так и не убить ее.
Первая в своем роде научная работа выявила значительные вариации яда в популяциях гремучих змей, обитающих во Флориде. Оно показало, что его эффективность против одного типа добычи сильно различается у разных особей, из-за чего возникает вопрос, с чем именно это связано. Исследование, проведенное биологами-эволюционистами из Университета штата Огайо, опубликовано сегодня (6 февраля 2019 г.) в журнале Biology Letters.
Ученые давно выяснили о существовании этих типов различий между разными популяциями змей, относящихся к одному и тому же виду, и в этом имелся смысл, так как они жили в разных средах обитания, где охотились на разную добычу.
Но обнаружение широко распространенной изменчивости между отдельными членами группы змей, которые родились и выросли в одной и той же области, вызывает недоумение у ученых. «Это также очень захватывающе с научной точки зрения», – отметил Х. Лисл Гиббс, ведущий автор исследования и профессор эволюции, экологии и органической биологии в Университете штата Огайо.
«Мы обнаружили различия в яде змей одной и той же популяции, которые оказались почти в четыре раза сильнее, чем отличия между ядом змей из разных регионов. Насколько мне известно, никто никогда не документировал ничего подобного – мы все были сосредоточены на змеях из разных популяций, живущих в других местах обитания», – сказал Гиббс.
Чтобы изучить потенциальные различия токсичности яда, исследователи сначала взяли его образцы у 32 просяных карликовых гремучников (Sistrurus miliarius), большинство из которых были обнаружены в пределах 100 километров друг от друга во Флориде. Затем они сравнили воздействие яда каждой змеи на ящериц, собранных в той же области.
Ящерицы составляют около четверти рациона данных змей во Флориде. Они также предпочитают лягушек и некоторых мелких млекопитающих. Исследователи намеренно выбрали ящерицу Коричневый анолис (Anolis sagrei) в качестве модели добычи, потому что она является инвазионным видом во Флориде, то есть не считается родным для этого региона. Эти ящерицы, однако, сравнимы с одним из наиболее распространенных видов добычи местных змей – Североамериканским красногорлым анолисом (Anolis carolinensis).
В некоторых случаях яд отдельной гремучей змеи оказывался смертельным для большинства ящериц. Но в то же время яд других змей из того же района был смертельным лишь для немногих рептилий или вовсе не убивал их.
Перед исследователями остается еще один большой вопрос: как токсичность яда змей варьируется для других видов жертв.
«Вполне возможно, что змеи, которые не умеют убивать выбранных нами ящериц, прекрасно справляются с другой добычей, например, лягушками. Мы пока просто не знаем этого», – добавил Гиббс.
«Другой важный вопрос с точки зрения эволюции: “Почему они не способны быстро убивать добычу все время?”», – спросил ученый.
По мнению Гиббса, для производства белков, содержащихся в яде, требуется много энергии, и, возможно, разные змеи направляют свою энергию на повышение токсичности в отношении только определенных видов добычи.
«Это совершенно новый взгляд на то, как эволюция действует на яд, который ранее мы никогда не рассматривали. Этот эволюционный процесс имеет совершенно новый этап, о котором мы и не догадывались», – добавил исследователь.
Помимо расширения научного понимания эволюции, эта работа может однажды помочь в разработке лекарств на основе яда – область фармацевтических исследований, которая уже продемонстрировала пользу при сердечно-сосудистых заболеваниях. Она также может оказаться весьма полезной в лечении боли и неврологических расстройств, считает Гиббс.