Яд плюющихся кобр показывает, как эволюция часто находит один ответ на общую проблему

Исследование плюющихся кобр, опубликованное в Science, показывает, как комбинация компонентов яда эволюционировала для создания мгновенно болезненного яда — не один раз, а трижды, независимо друг от друга.

Это первый ясный пример эволюции змеиного яда для защиты и замечательная иллюстрация конвергентной эволюции — того, как естественный отбор может приводить к появлению одного и того же решения проблемы многократно.

В отличие от теории, что яды адаптированы в первую очередь для убийства добычи, у плюющихся кобр яд, вызывающий мгновенную боль, и система доставки, позволяющая змее выбросить его на расстояние до 2.5 метров в глаза угрозе, указывают на защитный механизм, а не на охотничье оружие.

Соавтор исследования доктор Вольфганг Вустер из Бангорского университета объясняет: «Это веское доказательство того, что схожие эволюционные вызовы часто порождают одинаковые решения. Хотя мы изучали три разные группы кобр, эволюционировавшие в разных местах и в разные периоды, каждая из них независимо выработала одни и те же защитные механизмы перед лицом угрозы».

Все кобры имеют в яде цитотоксины, вызывающие разрушение тканей. Но у плюющихся кобр добавление другой группы токсинов — фосфолипаз A2 — создало синергетический эффект, приведший к появлению мгновенно болезненного яда, способного быстро отпугнуть и даже ослепить агрессора.

«Понимание того, в какой степени эволюция непредсказуема, почти случайна или предсказуема, — это главный вопрос в биологии. Это замечательный пример того, как одна и та же проблема привела к эволюции одного и того же решения несколько раз — то есть, предсказуемой эволюции».

Интригующе, что, проследив эволюционные линии, команда обнаружила: изменения в яде у трёх разных групп произошли примерно в то же время, когда в этих регионах в палеонтологической летописи появились ранние гоминины.

Доктор Вустер добавляет: «Многие приматы атакуют змей палками и камнями. Появление двуногих гоминин, у которых обе руки свободны для "проделок", могло стать именно тем фактором отбора, который способствовал развитию дистанционной защиты через "плевки" и специально адаптированного защитного яда. Идея, что ранние люди миллионы лет назад могли вызвать эволюцию "плевка" у кобр, подчёркивает, насколько наши истоки были переплетены с более широкими экосистемами Африки и Азии».

Студенты магистратуры Бангорского университета, обучающиеся на единственном в Великобритании курсе зоологии с герпетологией, получили возможность внести вклад в этот международный проект. Студенты отвечали за генерацию последовательностей ДНК для построения филогении (эволюционного дерева) кобр, что позволило проследить эволюцию адаптаций яда.