Деякі змії можуть поїдати тритонів, смертельно отруйних для інших тварин. Дослідження показали, що це зажадало мутацій в декількох генах, і перша з них виникла ще до появи змій і тритонів. Такий ланцюжок подій показує можливі еволюційні механізми появи складних адаптацій, які залучають безліч генів. Про це пишуть автори нової статті, опублікованої журналом .Сильна отрута тетродотоксин міститься в рибі фугу, а також інших тварин. Наприклад, у шкірі жовтобрюхих тритонів на заході Північної Америки його достатньо для того, щоб убити кількох дорослих людей. Токсин має нейропаралітичну дію, блокуючи роботу натрієвих каналів (Nav) у нейронах і м'язах. Він викликає швидкий параліч і загибель переважної більшості тварин, проте деякі рідкісні види до тетродотоксину нечутливі. Серед них - сусіди тритонів, садові ужі. Дослідження, проведене командою Джоеля Макглотліна (Joel McGlothlin) з Політехнічного університету Віргінії, показало тривалу еволюційну історію цих відносин, що почалася ще до появи перших змій і тритонів. Раніше вчені показали, що секрет стійкості вужів до отрути криється в змінах структури натрієвих каналів, які ведуть до того, що отрута більше не може зв'язуватися з каналами, у змій є дев'ять форм таких білків, з яких три поки не досліджені. Ще три діють у центральній нервовій системі, недоступній тетродотоксину через гематоенцефалічний бар'єр. Інші три мутували і стали несприйнятливі до токсину - білок Nav1.4, що працює в м'язових клітинах, а також Nav1.6 і Nav1.7, що беруть участь у передачі сигналу від нервової системи до м'язів. У своїй новій роботі Макглотлін і його колеги провели секвенування генів, які кодують ці три білки у 78 видів змій, двох видів ящірок, птиці і черепахії. Порівнявши послідовності ДНК, вчені дійшли висновку, що мутація, яка змінила канал 1.7, виникла близько 170 млн років тому, ще до того як змії відокремилися від ящірок (140-150 млн років тому). Цю мутацію зберегли і спільні предки всіх змій, існує вона у них і сьогодні. Наступна подія - мутація Na-каналу 1.6 - трапилася набагато пізніше, і охопила тільки чотири сімейства змій, що розійшлися близько 38 млн років тому. Нарешті, остаточну стійкість садових ужей до тетродоксину забезпечила мутація Nav1.4 близько 12 млн років тому. Зараз всі три мутації є тільки у чотирьох видів змій. Вчені вважають, що перша мутація могла бути нейтральною (або навіть поліпшити якісь властивості каналу 1.7), а нечутливість до тетродоксину стала лише побічним ефектом цих змін. Мільйони років мутація зберігалася, не приносячи жодної користі, поки близько 40-50 мільйонів років тому не з'явилися отруйні тритони. Можливо, їхня отрута була ще не такою ефективною і синтезувалася не в таких великих кількостях, так що навіть одна стародавня мутація дозволила зміям поїдати амфібій. Подальша картина могла нагадувати класичну еволюційну «гонку озброєнь», паралельний розвиток токсичності отрути - і появу все нових механізмів стійкості (мутацій в інших генах). Автори роботи планують продовжити вивчення несприйнятливості до тетродоксину і в інших видів - наприклад, деяких птахів, також здатних харчуватися отруйними тритонами. Вони вважають, що цей приклад дозволить нам краще зрозуміти виникнення інших складних адаптацій, які розвиваються довго і охоплюють кілька генів і ознак.
COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND