https://frosthead.com

Kakšna je razlika med strupenimi in strupnimi živalmi?

Med suhim gozdom kaktusov žabe Corythomantis greeningi izgledajo precej neškodljive. V nasprotju s svetlimi previdnimi barvami strupnih žab žabice te drevesne žabe ribijo rjave in zelene odtenke. Ko se je Carlos Jared z brazilskega inštituta Butantan odpravil, da bi jih zbral in preučil, se mu ni zdelo veliko grožnje - dokler ni čutil bolečine v dlani.

Sorodne vsebine

  • Na presenečenje znanstvenikov lahko celo nenarojene kače udarijo ob smešnih hitrostih
  • Dešifriranje smrtonosne skrivnosti kačjih strupov
  • Ta grozljivi brazilski otok ima najvišjo koncentracijo strupenih kačk kjerkoli na svetu

"Dolgo sem trajal, da sem ugotovil, da je bolečina povezana z intenzivnim in neprevidnim zbiranjem teh živali, ki so me udarile po dlani, " se spominja Jared. Biolog je postal plen popolnoma edinstvenega obrambnega mehanizma: žabe z glavo s čeladami uporabljajo konice vzdolž ustnic, da vbrizgajo močne kemikalije, kar agresorjem daje mešanico med glavo in strupeno gladilko. Po natančnem preučevanju sta Jared in njegova ekipa ugotovila, da sta C. greeningi in sorodna vrsta hidlidne žabe, Aparasphenodon brunoi , edine strupene žabe, ki jih znanost pozna.

"To je zelo, zelo kul. Brez primere bi bil dejansko podcenjevalec, "pravi Bryan Fry, molekularni biolog z univerze v Queenslandu, ki ni bil povezan s študijo. Če pa smo že vedeli, da so žabe lahko strupene, zakaj je to odkritje tako veliko? Odgovor je v pogosto nerazumevani razliki med strupom in strupom.

Nekateri ljudje besede uporabljajo zamenljivo, ker kemikalije, ko enkrat v telesu naredijo podobno škodo, napadejo srce, možgane ali druge vitalne tarče. Vendar izrazi pomenijo zelo različne stvari. Tradicionalno vas strupena bitja grizejo, pikajo ali zabijajo, če želite storiti njihovo škodo, medtem ko ugriznete ali dotaknete strupenih drobtin, da občutite njihove učinke. To pomeni, da strupeni organizmi potrebujejo pot, kot so zobje ali zobje. Vse hobotnice so strupene, skupaj z nekaj lignji, obilico kač, pajkov in škorpijonov, nekaj kuščarjev, vampirskih netopirjev in celo počasno loris Nycticebus kajak . Nekatere ribe, vključno z levji, uporabljajo bodice, da napadajo napadalce z strupom. Brazilske žabe niso niti edine strupene dvoživke. Ko jih napadejo, Iberijski rebrasti triki iztisnejo lastna rebra, tako da na koncih trni plenilec s strupom.

Iberijski trikot Iberijski rebrasti trikot razširi rebra, da izvleče trne v volkodlaškem slogu in pleni plenilce z strupnimi konicami. Čeprav so toksini newtov manj dobro raziskani, raziskovalci menijo, da lahko živali uporabljajo podobno strategijo kot pri hididnih žabah. (Javier Ábalos Alvarez / Flickr CC BY-SA 2.0)

Strupeni organizmi uporabljajo bolj pasiven pristop, kožo ali druge površine pogosto obložijo s strupenimi kemikalijami. Strupe lahko vzrejamo iz nič v notranjosti živali ali jih pridobimo s prehrano. Trsne krastače naravno izločajo strup, ki ga tvorijo v žlezah za ušesi. Medtem strupene žabice žabe ustvarjajo močno strupeno alkaloidno kožno prevleko, ki izhaja iz žvečenja z mravljami. Mame žabe preko jajčnih vrečk prenašajo kemikalijo na todpole, zato če mlado strupno žabo vzamete iz naravnega habitata, bo dejansko izgubila strupenost.

Prebavljanje neprijetne hrane za preživetje je lahko nekaj, zaradi česar so nekateri organizmi razvili strupe, ki se v prvi vrsti uporabljajo za obrambo pred plenilci. "Če bi to zagotovilo nekaj zaščite pred plenilstvom, lahko vidite, kako bi to lahko pripomoglo k razvoju sistemov, da bi strupe dejansko koncentrirali v koži, namesto da bi jih odstranili, " razlaga Kyle Summers, evolucijski biolog z univerze v East Carolini.

Nasprotno pa so se strupi razvijali zaradi obrambe, napada ali obojega. Nekateri organizmi celo uporabljajo strup pri parjenju. Moški platiš strelja svoj strup iz drobnih, trnih stopal, da ohromi tekmece.

Ne pustite, da vas čuden račun za raco prevara. Strup platipusa, proizveden v črevesnih žlezah, ki odlagajo jajčeca, na kratko paralizira paritvene tekmece, kar omogoča zmagovalcu, da se natakne na samico. (Trevira1Flickr CC BY-NC 2.0) Ne glede na to, ali je celinski taipan najbolj škodljiva kača na svetu ali ne, je zagotovo ena najnevarnejših. Kača živi v sušnem okolju severovzhodne Avstralije. (: Matthew Klein / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) Znanstveniki že leta, čeprav je zmaj Komodo ubil z bakterijami, ki rastejo v njegovih ustih. V resnici kuščarji naredijo svoj strup v drobnih ustnih žlezah, ki jih prej nihče ni opazil. (Tony Cyphert / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) Izrazite bodice levjih rib služijo za odvračanje plenilcev, ne pa za lov plena. (: Peter Liu Photography / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) Zlata strup žabja žaba velja za enega najbolj strupenih članov družine pikado žaba. Njihova svetla obarvanost služi kot opozorilo plenilcem. (: Silvain de Munck / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) Antarktične hobotnice, kot so Pareledone charcoti zgoraj, imajo edini strup, za katerega se zdi, da deluje pri ničelni temperaturi. (Armin Rose)

Živine so se pojavile približno 30 ločenih priložnosti po drevesu življenja, ocenjuje Fry. Večina izvira iz popolnoma normalnih encimov. Na primer, pajkov strup izvira iz neškodljivega hormona - pajkove različice inzulina. En način se lahko zgodi, ko se gen za skupni protein v enem organu podvoji. Kopija mutira in se na koncu pokaže nekje, kot je to, kot so sline v kačah. Ko bitje nato ugrizne plen ali se brani pred plenilcem, je lahko utekočinjen protein rahlo strupen za svojega nasprotnika. Sčasoma evolucija daje prednost strupenim članom vrste in encim se razvija v potenci.

V primeru strupenih žab so obe vrsti odkrili že v 1800-ih, vendar sta do zdaj skakali pod radarjem, ker še nihče ni poglobljeno pogledal njihove biologije.

"Tudi najnovejša knjiga o brazilskih žabah jih navaja kot netoksične, " pravi soavtor študije Edmund Brodie, biolog z univerze v državi Utah. Tako je po Jaredovem incidentu na terenu želel ugotoviti, kakšna strupena čarovništva so lahko v igri. Raziskovalci so skrbno zbrali divje vrste C. greeningi in A. brunoi za laboratorijske teste. Ugotovili so, da obe žabi izločata lepljivo belo snov spojin, ki vsebuje nekatere enake značilnosti kot strup.

Ekipa je nato videla, da žleze dovajajo toksin za trne v žabji koži. Ko žabe glavijo čelado navzgor ali navzdol ali drug na drugega, trni kožo nagajajo na kožo nič sumljivih plenilcev (ali znanstvenikov), kot so biološke brizge, injicirajo majhne odmerke toksina v krvni obtok, Jared in njegovi sodelavci danes poročajo v Trenutna biologija . Sodobne hilidske žabe nimajo znanih plenilcev. Vendar pa jim mora nekje dati prednost, da bi jih poskusili pojesti. Tudi žabice lahko, podobno kot moški platiš, uporabljajo svoj strup, da odpravijo tekmovanje v paritvi.

Koža žabje kože C. greeningi razkrije trne, ki usmerjajo ustnice in sprednji del glave. (Carlos Jared) Dve vrsti hilidskih žab si omislijo domove v puščavskih gozdovih, imenovanih v Braziliji Caatingi. (Carlos Jared) Hylid žabe se pogosto skrivajo v kaktusih v sušnih gozdovih, kjer živijo v Braziliji. (Carlos Jared) Žabe A. brunoi imajo podobne strukture glave kot C. greeningi, zato raziskovalci menijo, da bi lahko služili podobnim namenom. (Carlos Jared)

Ker se toksini dovajajo na različne načine, so strupi večje spojine, ki jih je treba vbrizgati, da se prebijejo skozi kožo, medtem ko so strupi običajno manjše kemikalije, ki jih je mogoče absorbirati. Je torej ena vrsta toksina v osnovi močnejša od druge?

Zlate strupene žabice lahko ubijejo človeka s samo dvema mikrogramoma njihove alkaloidne kože. Medtem lahko z eno kapljico kačjega strupa v notranjosti umre 100 ljudi. V primerjavi z brazilskim pitviperjem je C. greeningi dvakrat smrtonosnejši, A. brunoi pa 25-krat večji kot smrtonosen. Približno en gram strupa A. brunoi bi lahko ubil 300.000 miši ali 80 ljudi. Kljub temu hylid žabe verjetno proizvajajo in oddajo svoj strup v veliko manjših odmerkih.

"Strupenost strupov in strupov se v naravi močno razlikuje, " pravi Summers, zato je nemogoče reči, da je ena vrsta kemičnega orožja v bistvu bolj nevarna. Glavni ukrep je, da vas lahko strup in strup ubijeta na resnično grozne in boleče načine. Terenski biologi, pozor.

Kakšna je razlika med strupenimi in strupnimi živalmi?