Хищные улитки развили разнообразные яды для охоты на широкий спектр жертв
Исследование биологов из Мичиганского университета показывает, что некоторые хищные морские конусные улитки развили высокоразнообразный набор ядов, позволяющий им захватывать и парализовать широкий спектр видов добычи.
Когда конусные улитки вонзают в жертву свои гарпуноподобные зубы, они впрыскивают парализующий яд, состоящий из мощной смеси более 100 различных нейротоксинов, известных как конотоксины.
Гены, кодирующие эти "коктейли" конотоксинов, — одни из самых быстро эволюционирующих генов в животном мире. Это позволяет улиткам постоянно совершенствовать свои яды для более точного воздействия на нервно-мышечные системы жертв.
Исследователи показали, что смесь нейротоксинов в яде конусных улиток варьируется от места к месту и более разнообразна в тех локациях, где улитки имеют широкий спектр видов добычи. Кроме того, они пришли к выводу, что наблюдаемые паттерны локальной вариации конотоксинов, вероятно, являются результатом естественного отбора.
Это важное открытие, поскольку биологам часто трудно определить, являются ли вариации наблюдаемых признаков организма (например, широкий диапазон размеров и форм клювов у вьюрков Галапагосских островов, изученных Чарльзом Дарвином) результатом эволюции путем естественного отбора или какого-либо другого фактора, такого как репродуктивная изоляция популяции.
Более того, исследователям удалось напрямую определить гены, ответственные за наблюдаемые паттерны конотоксинов. Статья с результатами работы запланирована к онлайн-публикации в журнале Proceedings of the Royal Society B 18 марта.
"Наблюдаемые нами различия в составе яда соответствуют различиям в добыче, а более высокое разнообразие яда используется для захвата большего числа видов жертв", — сказал первый автор Даниэль Чанг.
"Наши результаты показывают, что разнообразие добычи влияет на эволюцию генов хищничества и подразумевают, что эти хищники развивают более разнообразный арсенал ядов, чтобы эффективно обездвиживать более широкий спектр видов жертв", — добавил Чанг.
В исследовании участвовал обычный вид тропической червеядной конусной улитки Conus ebraeus (еврейский конус), собранный на Гавайях, Гуаме и в Американском Самоа. Эти улитки длиной около 2,5 см известны своим белым панцирем с черными прямоугольными отметинами, образующими характерный шахматный узор.
Исследователи охарактеризовали паттерны генетической вариации в пяти токсиновых генах у улиток C. ebraeus из трех локаций. Они также собрали образцы фекалий улиток, чтобы определить типы червей, которых они ели.
"Мы продемонстрировали, что гены яда, используемые для хищничества, сильно зависят от локального разнообразия добычи и географической неоднородности в её составе", — сказал Чанг. — "Однако не все гены конотоксинов подвержены влиянию одинаково, что подразумевает, что эти гены могут иметь различные функциональные роли и эволюционные пути".