Гремучие змеи могут выработать специализированные яды
Давняя теория эволюционной биологии гласит, что ядовитые хищники, такие как гремучие змеи, часто вырабатывают сложные яды, чтобы обездвижить самую разнообразную добычу. Чем разнообразнее экология местности, тем больше вероятность того, что местные гремучие змеи будут обладать целым набором смертоносных гемотоксинов, призванных не дать добыче сбежать, нарушить свертываемость крови и разрушить ткани. Но недавние полевые исследования на скоплении островов в Калифорнийском заливе, похоже, опровергают это широко распространенное предположение. Согласно исследованию, опубликованному 23 апреля в журнале Evolution, некоторые гадюки производят яды, содержащие меньшее количество токсинов, несмотря на то, что живут в чрезвычайно разнообразной среде.
Исследователи с факультета интегративной биологии Университета Южной Флориды недавно перебрались на 11 необитаемых островов в Калифорнийском заливе - обширном заливе, расположенном между мексиканским штатом Баха-Калифорния и северо-западным побережьем материка. Там команда под руководством доцента Марка Маргреса разбила лагерь вдоль пляжей и дождалась сумерек, когда температура остынет настолько, что появятся гремучие змеи. В итоге Маргрес и его коллеги собрали яд у 83 гремучих змей, некоторые из которых достигали четырех футов в длину.
«Острова Баха-Калифорния девственно чисты и практически не тронуты человеческой деятельностью, что делает их необычным местом для изучения эволюционных процессов в изоляции», - говорится в заявлении соавтора исследования и докторанта Сэмюэля Херста.
Как и многие эволюционные биологи, Маргрес и Херст предполагали, что биоразнообразие больших островов приведет к появлению более сложных ядов гремучих змей, рассчитанных на более широкий спектр добычи.
«Однако мы обнаружили обратную картину», - говорит Херст.
Последующий анализ яда показал, что на островах с большей конкуренцией и пространством обитают более специализированные токсины гремучих змей. Это натолкнуло исследователей на мысль о том, что при снижении конкуренции ядовитые хищники могут эволюционировать, создавая яды, лучше подходящие для конкретной добычи. Новые открытия могут вскоре помочь специалистам лучше понять, как происходит эволюция видов в условиях все более фрагментированной природной среды.
«Фрагментация среды обитания похожа на разрыв готового пазла. Здоровая, нетронутая экосистема похожа на пазл из 1000 деталей, где каждый кусочек на своем месте - вы можете ясно видеть полную картину», - говорит Маргрес. Но когда вы начинаете ее дробить, кусочки пропадают или переставляются, и изображение искажается». Это искажение представляет собой нарушение функции экосистемы».
Последствия исследования выходят за рамки последних оставшихся нетронутыми диких уголков Земли. Быстрые, беспрецедентные изменения, которые человечество вносит в экосистемы по всему миру, нарушают миллионы лет эволюции бесчисленных видов. Сокращая биоразнообразие, люди, возможно, не только изменяют численность популяций и пищевые цепочки, но и заставляют такие виды, как гремучие змеи, адаптироваться на молекулярном уровне.
В дальнейшем команда Маргреса надеется продолжить изучение того, как островные системы влияют на фрагментацию среды обитания и генетическое разнообразие. Они также намерены проверить, насколько хорошо работают существующие антивеномы на яде гремучей змеи, собранном у гадюк Калифорнийского залива.
«Речь идет не только о гремучих змеях, но и о понимании фундаментальных путей эволюции жизни, когда изоляция и биоразнообразие начинают меняться», - говорит Маргрес.
