Что яд гремучих змей может рассказать об эволюции

Исследователи из Университета Южной Флориды изучают яд гремучих змей, чтобы понять, как животные эволюционируют. Их работа помогает лучше защищать дикую природу в мире, всё больше изменяемом деятельностью человека.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Evolution, учёные обнаружили, что у некоторых гремучих змей яд стал проще: он содержит меньше семейств токсинов и более сфокусирован. Это удивительное открытие ставит под сомнение давние представления о том, как жизнь бок о бок с разнообразными видами влияет на эволюцию.

Доцент Марк Маргрес и аспирант Сэмюэл Хёрст исследовали 11 необитаемых островов в Калифорнийском заливе. С помощью учёных из Мексики и Калифорнии команда собрала яд у 83 гремучих змей (некоторые длиной до четырёх футов), чтобы изучить, как его состав отражает их рацион и выживание в дикой природе.

«Острова Баха-Калифорния — нетронутые места, практически не затронутые деятельностью человека, что делает их идеальным местом для изучения эволюционных процессов в изоляции», — сказал Хёрст. — «Мы предполагали, что на крупных островах с большим биоразнообразием и разнообразием добычи яд будет сложнее. Однако мы обнаружили противоположную закономерность. Этот неожиданный результат говорит о том, что важную роль могут играть конкуренция или экологическая специализация».

Исследование показало, что на островах с большей площадью и более жёсткой конкуренцией яд змей становился более специализированным. Адаптируясь, чтобы снизить конкуренцию, змеи эволюционировали яд, идеально настроенный на определённую добычу. Это бросает вызов устоявшимся идеям об эволюции и даёт новое понимание того, как виды и их признаки адаптируются в фрагментированных средах.

«Фрагментация среды обитания похожа на разборку собранного пазла», — объясняет Маргрес. — «Здоровая, целостная экосистема — это пазл из 1000 частей, где каждый элемент на своём месте. Но когда вы начинаете её дробить, части теряются или перемешиваются, и картина искажается. Это искажение представляет собой нарушение функционирования экосистемы».

Это исследование даёт редкий, измеримый пример влияния быстрых изменений в биоразнообразии на молекулярном уровне. Поскольку яд играет ключевую роль в выживании, охоте и размножении, он является ценным инструментом для изучения более широких эволюционных тенденций.

«Речь не только о гремучих змеях — речь о понимании фундаментальных способов эволюции жизни, когда изоляция и биоразнообразие начинают меняться», — сказал Маргрес.

Исследование предоставило обширный объём данных, что позволит продолжить изучение того, как островные системы могут информировать о фрагментации среды обитания и её влиянии на генетическое разнообразие.

Учёные также работают над проверкой эффективности существующих мексиканских противоядий против уникальных ядов с этих островов. Это необходимый шаг для обеспечения местных больниц правильным антидотом на случай укуса.

«Пока мы не знаем, насколько хорошо существующие противоядия работают против этих островных ядов, — говорит Маргрес, — но наше исследование помогает это изменить».