Ученые установили, что сколопендры вида Scolopendra morsitans, обитающие во многих частях земного шара, могут варьировать состав яда в зависимости от цели его использования — для нападения на добычу или для защиты от хищников. Открытие косвенно указывает, что яды других животных могут быть сложнее, чем ранее считалось.
Scolopendra morstitans / © Jackson Nugent, Wikimedia Commons
Многоножки — большая группа членистоногих, включающая примерно 12 тысяч видов, в том числе сколопендр Scolopendra morsitans. Появившись на планете более 400 миллионов лет назад, эти существа одними из первых стали активно использовать яд для обездвиживания добычи — сверчков, тараканов и прочей мелкой живности. Однако сами многоножки тоже могут стать чьей-то жертвой, поэтому яд им нужен и для защиты.
Подробнее изучить токсичный «арсенал» S. morsitans решили ученые из Квинслендского университета (Австралия) в сотрудничестве с коллегами из Университета Осло (Норвегия). Их совместная статья недавно вышла в журнале Nature Ecology & Evolution.
Наряду с обычным способом получения яда, в котором его секрецию вызывали с помощью электростимуляции, исследователи применили еще один метод. Сколопендр заставляли жалить покрытую парафином пробирку, имитируя нападение на них. Последующие эксперименты и анализы токсинов показали, что собранный по-разному яд S. morsitans различался.
В частности, в опытах на сверчках оба яда приводили к параличу насекомых. В то же время, когда их испытали на лабораторной модели с использованием сенсорных нейронов позвоночных (крыс и мышей), выяснилось, что второй яд, который сколопендры вырабатывали в ситуации защиты, вызывал болевую реакцию в рецепторах.
Тогда ученые препарировали ядовитые железы и проанализировали остатки содержавшихся в них токсинов после тестов, в которых сколопендр побуждали атаковать добычу и защищаться от нападения. Жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией подтвердила, что секреция яда в оборонительных и хищнических целях приводила к изменению в составе токсинов.
В поиске механизмов, позволяющих S. morsitans управлять секрецией яда, исследователи сделали снимки их ядовитых желез под электронным микроскопом. В результате удалось обнаружить два вида секреторных клеток. У первых выделение веществ происходило при сжатии окружающих мышц, а вторые реагировали на химические сигналы гормонов и нейротрансмиттеров, таких как серотонин. За счет такой двухуровневой системы сколопендры могут избирательно активизировать различные сочетания токсинов и вырабатывать нужный тип яда в зависимости от ситуации.
По мнению ученых, подобная схема могла выработаться у многоножек в процессе эволюции как способ не оставаться уязвимыми после расходования яда, запасы которого восстанавливаются медленно. «Защитная» комбинация токсинов вызывает более болезненную реакцию, что позволяет отпугнуть других хищников в случае возможного нападения.
Комментируя новую работу изданию The New York Times, зоолог Мишель Дюгон (Michel Dugon) из Ирландского национального университета в Голуэе, который не участвовал в исследовании, заявил, что открытия коллег впечатляют и одновременно пугают.
Пока не известно, могут ли другие ядовитые животные менять состав «токсичных коктейлей». Тем не менее обнаруженная у сколопендр особенность означает, что данные многих прошлых исследований могут оказаться неполными, сказал ученый.
