Яд гремучника Мохаве оказался более разнообразным, чем считалось
Гремучая змея Мохаве, обитающая в пустынях юго-запада США и центральной Мексики, обладает смертельным ядом, который может либо парализовать тело, либо вызвать разрушение тканей. Исследователи из Университета Клемсона утверждают, что тип яда зависит от географического расположения змеи.
Исходя из документации об укусах, начиная с 1920-х годов, считалось, что у этих гремучников присутствует только нейротоксичный яд, нарушающий работу нейронов и парализующий нервную систему. Однако некоторые случаи демонстрировали другие симптомы: повреждение тканей, дезориентацию и проблемы со свертываемостью крови. Позже эти симптомы связали со вторым типом яда — геморрагическим, разрушающим ткани.
Распространение этих типов яда было не до конца изучено, пока постдокторант Джейсон Стрикленд и профессор Кристофер Паркинсон не опубликовали новые данные. Их выводы показывают необычную изменчивость внутри вида.
«До этой статьи сообщество герпетологов считало, что геморрагический яд встречается крайне редко и только в одной локации в Аризоне и одной в Мексике. Но мы показываем, что он встречается в нескольких местах на всем ареале змеи. В нашей выборке были даже особи с обоими типами яда — гибриды», — сказал Стрикленд.
Сохранение нескольких типов яда в одном виде противоречит ожиданиям науки. Принципы естественного отбора предсказывали бы, что один тип яда закрепится, а другой исчезнет за несколько поколений, в зависимости от того, какой лучше подходит для охоты в засушливой пустыне. Однако этого не происходит.
Открытие становится еще более необычным на фоне исследования 2018 года, обнаружившего четыре генетически различных линии гремучников Мохаве на юго-западе США и в центральной Мексике, а также свидетельства их скрещивания между собой. Этот поток генов должен был снизить генетическое разнообразие и привести к гомогенизации типов яда, но этого не случилось.
«С точки зрения эволюции, это ненормально. Поток генов должен предотвращать такую вариативность. Но даже при том уровне потока генов, который мы находим, отбор достаточно силен, чтобы поддерживать эти специфические типы яда в очень локальной среде», — отметил Стрикленд.
«Мы смогли показать, что существуют локальные оптимумы. В Техасе нейротоксичный яд, кажется, является оптимальным для этого вида. Но если мы двинемся на юг, в Мексику, или ближе к Финиксу, что-то в природе меняется, и локальный оптимум требует другого типа яда», — добавил Паркинсон.
Роль общественности в научном процессе
Открытие стало результатом масштабного сотрудничества пяти лабораторий в США и Мексике и почти 100 ученых-граждан, которых Стрикленд и коллеги привлекли через социальные сети. Всего для исследования было собрано 216 особей гремучника Мохаве из Калифорнии, Аризоны, Нью-Мексико, Техаса и Мексики.
Команда встретила многих энтузиастов на ежегодной конференции в западном Техасе под названием SnakeDays, которая объединяет любителей рептилий, ученых, сотрудников правоохранительных органов по охране рыб и дикой природы и фотографов.
«Благодаря помощи людей на SnakeDays то, что заняло бы у Джейсона и Криса 10-20 лет, было завершено всего за несколько лет. Гораздо эффективнее для ученых полагаться на граждан за пределами их исследовательских границ, потому что местные жители лучше знают, где искать местную флору и фауну. Это также рентабельно», — сказал организатор конференции Джефф Адамс.
Вид, важный для клинической медицины
Менее 1% населения США ежегодно страдает от укусов ядовитых змей, и еще меньше умирает от симптомов. Для тех, кого укусили, знание распространения типов яда гремучника Мохаве может улучшить результаты лечения. Если врачи знают, какой тип яда преобладает в их регионе, они могут более стратегически применять правильное лечение.
«Эта работа дает понимание того, как и почему варьируется яд, что в клиническом плане создает основу для разработки противоядий, выбора лекарств и индивидуального медицинского ведения случаев укусов змей», — сказал клинический герпетолог Шон Буш.
Для ученых это исследование указывает на то, что гремучник Мохаве является фascinating model species для популяционной генетики и эволюционных исследований. Будущие исследования в лаборатории Паркинсона будут рассматривать эти вопросы через изучение эволюции яда у змей Нового Света.