Токсическая эволюция: как осы и лягушки разработали шокирующую уловку против хищников

Ученые выяснили, что осы и лягушки независимо друг от друга выработали молекулы, аналогичные человеческому медиатору боли брадикинину, которые позволили им защищаться от хищников.

Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail

Международная группа биологов обнаружила необычный пример конвергентной эволюции: некоторые виды ос и лягушек независимо друг от друга выработали молекулы, имитирующие природный медиатор боли позвоночных. Исследование опубликовано в журнале Science

Работа показала, что у этих животных существуют особые пептиды, по структуре очень похожие на брадикинин — сигнальную молекулу, которая у позвоночных участвует в передаче боли при травмах и воспалениях. Однако анализ генов показал, что такие вещества у ос и лягушек возникли не из того же генетического источника, что у позвоночных. Они сформировались из генов, ответственных за выработку токсинов, и эволюционировали независимо друг от друга.

По сути, животные создали молекулярные «двойники» брадикинина. Когда хищник нападает на осу или пытается проглотить лягушку, эти вещества активируют болевые рецепторы у млекопитающих и птиц, вызывая сильное неприятное ощущение и заставляя прекратить охоту.

Универсальное решение для насекомых и амфибий

Эксперименты показали, что лягушачьи и осиные «пептиды боли» эффективно стимулируют брадикининовые рецепторы у потенциальных хищников. При этом сами лягушки практически не реагируют на собственные «копии» молекул боли, что подтверждает их сугубо защитную функцию. В организме лягушек и ос эти белки более никакой роли не играют.

Исследователи отмечают, что подобные молекулы возникали у разных групп животных неоднократно и независимо. Это демонстрирует, что естественный отбор способен снова и снова приводить к схожим биохимическим решениям, если они дают сильное эволюционное преимущество.

Биологи называют такие случаи конвергентной эволюцией — когда неродственные виды приходят к сходным решениям под давлением одинаковых экологических условий.

В природе широко распространена и другая форма защиты — мимикрия, при которой один вид имитирует свойства другого, чтобы обмануть хищников.

Многие ядовитые земноводные дополнительно используют апосематическую окраску — яркие цвета, предупреждающие хищников о том, что связываться с лягушкой — себе дороже.

Недавно мы рассказывали, как ядовитая лягушка десятилетиями дурачила ученых, а также о том, что в джунглях нашли крошечную жабу с уникальным окрасом и голосом.

• природа
• Биология

Поделиться