Учёные раскрыли эволюцию высокотоксичных кубомедуз
Около 50 видов кубомедуз, обладающих тысячами стрекательных клеток, способных выпускать смертельный яд из щупалец длиной до 3 метров, давно интересуют учёных. Однако об эволюции этой ранней ветви на древе жизни животных было известно мало.
В статье, опубликованной 18 ноября в Proceedings of the Royal Society, исследователи из NOAA Аллен Коллинз, Бастиан Бентаж и Шерил Льюис Эймс из Национальной лаборатории систематики Северо-восточного научного центра рыболовства вместе с коллегами из Университета Канзаса, Тихоокеанского центра биологических исследований на Гавайях и Университета Квинсленда в Австралии выяснили эволюционные взаимоотношения между различными видами кубомедуз, что даёт представление об эволюции их токсичности.
«Определив взаимоотношения между разными кубомедузами, некоторые из которых способны убить здорового человека, это исследование может помочь в будущей разработке противоядий и методов лечения их ожогов», — сказал Коллинз, специалист по стрекающим (Cnidaria), типу животных, включающему кубомедуз.
Помимо токсичности, кубомедузы обладают другими интересными характеристиками. Некоторые виды имеют до 24 глаз, способных ощущать свет и формировать изображение окружающей среды. Их зрение может быть связано с эволюцией необычного брачного поведения: у вида Copula sivickisi наблюдалось взаимодействие самца и самки один на один для спаривания, в отличие от массового нереста, характерного для большинства медуз.
Кубомедузы, также называемые морскими осами, живут в основном в тёплых прибрежных водах по всему миру. Их токсичность варьируется от совершенно безвредной для человека до способной вызвать смерть в течение нескольких минут после ожога.
Используя ДНК, извлечённую из образцов тканей, исследователи с помощью генетических тестов и аналитических методов проследили эволюцию различных видов и их токсичности, а также выявили ошибочно идентифицированные виды. Трёхлетнее исследование охватило десятки образцов из коллекций по всему миру.
Австралийская кубомедуза (Chironex fleckeri), самый крупный вид, считается самым ядовитым морским животным, и её ожог может быть смертельным. Её близкий родственник, Chironex yamaguchii, стал причиной смертей в Японии и на Филиппинах. Гораздо меньший вид Carukia barnesi — первый известный вид, вызывающий синдром Ируканджи. Симптомы включают сильную боль в пояснице, тошноту, головную боль и рвоту, а иногда и «чувство надвигающейся гибели». Другие виды кубомедуз, как теперь известно, вызывают те же симптомы.
«Знание родственных связей среди кубомедуз будет очень полезно для прогнозирования свойств малоизученных видов», — сказал Коллинз. — Например, если мы знаем, что близкие родственники вида вызывают синдром Ируканджи, то высока вероятность, что этот вид также вызывает синдром. Аналогично, существует противоядие для Chironex fleckeri, ближайшим родственником которого является Chironex yamaguchii. Возможно, противоядие будет работать и против ожогов этого вида».
Результаты исследования указывают, что яды кубомедуз могут содержать новое и уникальное семейство белков. Однако для разрешения вопросов о яде и разработки противоядий необходимы дальнейшие токсикологические тесты и множество дополнительных образцов.
Учёные также обнаружили закономерности в глобальном распространении видов кубомедуз. Некоторые живут исключительно в Атлантике, другие — в Тихом океане, третьи — в Индийском океане. Немногие виды встречаются во всех трёх океанах. География, по-видимому, изолирует виды, и большинство из них не пересекают открытые океанические местообитания. Древние движения плит и связанные с ними изменения уровня моря, вероятно, стали причиной первоначального разнообразия этих видов.