Серия «Занимательная ядология»

Птахи оказались боевыми и, пока двуногий вторженец выпутывал их из сетей, от души расцарапали ему пальцы своими острыми коготками. Если бы учёный работал с тропическими лягушками или змеями, он наверняка бы отнёсся к полученным травмам посерьёзнее, но это же птицы! Что может случиться? Да и ранки пустяковые. Он помыл руки и приклеил пластырь? Нет, ничего не должно отвлекать учёного от исследований, поэтому мистер Думбахер ничтоже сумняшеся сунул пальцы в рот. Ну а что, в слюне тоже есть антисептик.

Вот только всё пошло не по плану. Его губы и язык мгновенно онемели, а во рту началось сильное жжение, и эти малоприятные ощущения не проходили несколько часов. Заподозрил ли он птицу? Ну конечно же, нет. Он решил, что оцарапался о ядовитое растение. Однако виновато было действительно пернатое, вот только никто в те годы даже не подозревал о том, что ядовитые птицы существуют.

Что-то начало доходить до учёных только тогда, когда в процессе исследования собранных в Новой Гвинее перьев, вся команда начала неудержимо чихать и обливаться слезами. Именно этот случай заставил специалистов провести химический анализ, результатом которого стало открытие первой в мире ядовитой птицы – двуцветной дроздовой мухоловки, или просто питоху.

Проведя химический анализ перьев и кожи птицы, учёные обнаружили в них батрахотоксин – сильнейший яд, аналогичный тому, который выделяют знаменитые лягушки-листолазы. Сама птица, как и лягушки, яд не вырабатывает: она накапливает его, поедая местных ядовитых жуков Choresine pulchra. Сами птицы к этому токсину не восприимчивы, а вот любого хищника, по неопытности попытавшегося закусить питоху, ждёт неминуемая смерть. Попав в организм животного, батрахотоксин атакует натриевые каналы в нервных клетках, заставляя их постоянно оставаться открытыми, что вызывает паралич мышц, в том числе дыхательных, и остановку сердца.

Но почему яд не берёт самих питоху? Учёные долгое время считали, что у предков питоху, как и у листолазов, произошла мутация, которая изменила форму самих натриевых каналов, сделав их невосприимчивыми к токсину. Однако масштабное исследование, опубликованное в 2021 году, полностью опровергло эту гипотезу. Оказалось, что для питоху природа придумала куда более изящный механизм защиты.

Натриевые каналы питоху всё-таки чувствительны к яду. Если ввести чистый батрахотоксин в изолированные нервные клетки птицы, они погибают так же, как и человеческие, однако в крови этих птиц циркулируют особые защитные белки, выполняющие роль «молекулярных губок». Как только птица съедает ядовитого жука, эти белки мгновенно перехватывают молекулы батрахотоксина и прочно их связывают. Связанный яд становится химически инертным: он физически не может связаться с натриевыми каналами и нарушить их работу.

Но захваченный белками-губками яд не остаётся в крови навсегда. Организм птицы целенаправленно перенаправляет его в те зоны, где нет жизненно важных нервных окончаний – а именно, в кожу и перья. В процессе роста перьев и обновления кожи токсин «встраивается» в их структуру. Там он кристаллизуется и выполняет роль внешней брони, защищая птицу не только от хищников, но и от наружных паразитов.

Позже оказалось, что коренные жители Новой Гвинеи издавна знают о токсичности питоху и называют её «мусорной птицей». Раньше ведь оно как было? Любые новые знания – это результат проб и ошибок. В случае с питоху ошибка зачастую приравнивалась к смерти, а все попытки её съесть приводили к отравлениям. Но люди не были бы людьми, если бы упрямо не придумывали способы обойти любое препятствие.

Вот и аборигены из Папуа-Новой Гвинеи поделились с учёными, что в голодные времена всё же иногда решаются использовать этих птиц в пищу, полностью сдирая с них кожу, обмазывая мясо древесным углем и долго вываривая, но это только если совсем не осталось вариантов, а так они стараются её избегать. Молодец, птичка, даже от человека сумела защититься. Ну… почти.

Ещё больше интересного о живой природе на канале ЗУБ: записки учителя биологии: в Телеграм | в Макс

Перед вами живое воплощение Рикки-Тикки-Тави – индийский серый мунго, он же обыкновенный мангуст, вступивший в схватку с индийской коброй. Вопреки расхожему мнению, индийские мангусты сражаются с этими грозными змеями не в рамках борьбы за территорию – кобры просто-напросто их основная пища и добывать они её умеют совершенно виртуозно.

Такой нестандартный подход к выбору любимого блюда маленьким, но совершенно бесстрашным зверям подарила когда-то случившаяся у их предков генетическая мутация.  Да, мангусты отличаются удивительной скоростью и ловкостью, однако их главная суперсила скрыта внутри.

Альфа-нейротоксины, содержащиеся в яде индийской кобры, блокируют работу рецепторов в мышцах жертвы. В норме нервный импульс передается мышце с помощью специального вещества – ацетилхолина. Он выделяется нервным окончанием и вставляется, как ключ в замок, в рецепторы на поверхности мышечных клеток. Замок открывается, ионы проникают внутрь, и мышца сокращается.

Яд кобры как бы копирует форму «ключа» ацетилхолина. Токсин прочно садится в тот же самый рецепторный карман, намертво в нём «застревает» и больше не позволяет настоящему «ключу» его открыть. В результате сигналы от мозга перестают доходить до мышц, и в итоге паралич охватывает диафрагму и межреберные мышцы, которые отвечают за вдох и выдох. Жертва теряет способность дышать и погибает от нехватки кислорода.

Однако мангусты к этому токсину нечувствительны. Это не просто иммунитет в привычном для нас понимании – их защита вшита непосредственно в структуру клеток на молекулярном уровне. Форма «замков», то есть рецепторов, у них слегка изменена из-за мутации. В месте, куда должен прикрепляться ацетилхолин, у мангустов изменилось всего несколько аминокислот и появилась углеводная вставка, но этого оказалось достаточно, чтобы молекулы яда кобры просто не могли прикрепиться к клеткам мангуста. В итоге яд кобры бесцельно плавает в крови мангуста, не находя себе «мишени», и со временем безопасно выводится из организма.

И всё же иммунитет этот не абсолютен. Мангуст может безболезненно пережить дозу яда индийской кобры, которая мгновенно убила бы нескольких взрослых мужчин, однако если дозировка становится критической, то и такая защита не справляется. Например, если мангуст зажат в углу и кобра кусает его многократно или зверька атакует сразу несколько змей, то токсин может частично преодолеть этот барьер, и мангуст погибнет. И это не говоря уже о том, что к яду многих других змей этот храбрый вояка так же чувствителен, как и все остальные.

Поэтому мангусты полагаются не только на биохимию. Мутация рецепторов – это их «подушка безопасности» на случай, если они все-таки пропустят удар. А главная защита мангустов –феноменальная скорость, реакция и густой жёсткий мех, который змее трудно прокусить. Стратегия боя мангуста с коброй точна как швейцарские часы, и включает многократную провокацию и долгое изматывание противника перед финальным броском.

Реакция у мангуста феноменальна: скорость его выпада почти в три раза выше, чем скорость броска кобры. Распушив шерсть, зверёк раз за разом совершает ложные выпады, заставляя кобру атаковать воздух, и только когда змея окончательно выдохнется, происходит финальный укус: мангуст молниеносно прыгает сверху и впивается зубами точно в затылочную часть черепа, разрушая центральную нервную систему. Всё, обед готов.

Ещё больше интересного о живой природе на канале ЗУБ: записки учителя биологии: в Телеграм | в Макс