Große Richtmaschine

Große Richtmaschine

Römischer Fischmann
"Popular Mechanics" №6, 2016

Schlangengifte sind die unbestrittenen Meisterwerke der Evolution. Die Tötungsfarben von Neurotoxinen, die hellen Farben von hämolytischen Proteinen … diese Cocktails wurden über Millionen von Jahren verfeinert und sind zu echten Werken der chemischen Kunst geworden, die einen übersehenen Kenner töten können.

Es scheint uns, wer stärker ist, ist der wichtigste. Predatoren schärfen die Reaktion, wachsen scharfe Zähne, trainieren kräftige Kiefer; Pflanzenfresser stehen ihnen mit einer mächtigen Masse und schnellen Beinen gegenüber. Aber Gift ist die Feuerwaffe der Natur, der "große Nivellierer". Mit seiner Erscheinung können die Schwachen die Starken überwältigen, die Langsamen werden mit dem Fasten aufholen. Nicht ohne Grund sind völlig verschiedene Tiere, von Quallen bis zu Säugetieren (einige Spitzmäuse sind zum Beispiel giftig), von Spinnen und Insekten bis natürlich Schlangen, die unabhängig voneinander vor der Verwendung von Toxinen "gedacht" wurden.

Es gibt giftige Tiere in jeder Klasse von Tieren (mit Ausnahme von Vögeln), aber jeder von ihnen bewegt sich auf seine eigene Art darauf zu. Jellyfish haben spezialisierte Nesselzellen entwickelt, die eine komplexe Zellorgan- Organelle mit einer scharfen Spitze enthalten. Bei Bienen und Wespen die Adnextumoren des GenitalorgansSystem. Schlangengift ist Speichel, eine dicke wässrige Lösung, die eine komplexe und tödliche Mischung toxischer Proteine ​​enthält. Es ist so makellos, dass es bereits eine gewisse Menge an proteolytischen Enzymen enthält, die Gewebe aufweichen und beginnen, das Opfer zu verdauen: es geht immer noch nirgendwohin.

Häufiger Giftvorfahre

Vor dem Aufkommen von Methoden zur Analyse und zum Vergleich von DNA mussten sich Biologen auf die nicht sehr zuverlässige Grundlage der vergleichenden Anatomie, Embryologie und verwandter Disziplinen verlassen. Ein solcher traditioneller Ansatz besagt, dass der gemeinsame Vorfahre aller giftigen Schlangen vor etwa 100 Millionen Jahren leben konnte, als sie sich lange von ihren schuppigen Echsen-Verwandten getrennt hatten. In der Tat sind giftige Echsen eine außergewöhnliche Seltenheit, während Gift in mindestens einem Viertel der Schlangenarten vorhanden ist. Die schweren Folgen der Bisse vieler Eidechsen wurden mit Bakterien in Verbindung gebracht, darunter zahlreiche Krankheitserreger, die in ihren Mündern leben.

Vor nicht allzu langer Zeit wurde jedoch in Experimenten mit Zellkulturen festgestellt, dass der Speichel vieler Eidechsen eine echte Toxizität aufweist und in der Lage ist, die Blutgerinnung zu unterdrücken, was zu Lähmungen und anderen unangenehmen Wirkungen führt.Separate Proteinbestandteile von Schlangengift finden sich in 1.500 Echsenarten, darunter die berühmten Komodo "Drachen". Zusätzlich zu dieser chemischen und DNA-Analyse vermuteten die Wissenschaftler einen viel älteren evolutionären Ursprung von Giften, indem sie diesen bedeutsamen Moment dem gemeinsamen Vorfahren von Schlangen, Leguanen und einigen anderen Echsen zuschrieben, die vor etwa 170 Millionen Jahren lebten und besondere Reorganisationen ihres Genoms durchführten.

Die Gene, die Proteine ​​codieren, die für das Funktionieren verschiedener Zellen und Gewebe wichtig sind, wurden dupliziert und begannen in den Speicheldrüsen zu wirken. Solche Doppelungen in der Natur sind nicht ungewöhnlich – zum Beispiel die Kurzfüßigkeit von Beagles, Dackeln und ihren verwandten Hunderassen resultierte aus der Verdopplung des Gens für den FGF4-Signalfaktor, der an der Regulierung des Gliedmaßenwachstums beteiligt ist. Bei dem "giftigen Vorfahren" veränderten zufällige Mutationen und Selektion jedoch die Funktion des ursprünglichen Moleküls – und das Protein, das friedlich als eine Art Regulator der Blutgerinnung diente, konnte sich in ein Schlachttoxin verwandeln, das seine unkontrollierte Koagulation verursachte. Zum Beispiel ist Phospholipase A2, ein kleines und im allgemeinen harmloses Enzym, das an der Lipidverdauung beteiligt ist, ein wahrer Killer geworden, der wahllos lebende Zellen zerstört und ihre Membranen auflöst.Und es gibt Dutzende solcher Killer im Schlangengift: Proteine ​​machen bis zu 90% seines Trockengewichts und fast 100% der tödlichen Wirkung aus.

Killer Rezepte

Schwarze Mamba LD50: 0,3 mg / kg (für die subkutane Verabreichung). In Afrika leben Dend-Roaspis-Polylepis – eine der beängstigendsten und gefährlichsten Giftschlangen der Welt. Das ausgeprägte territoriale Verhalten macht es sehr aggressiv für jeden Grenzverletzer, und wenn Sie das Gegenmittel nicht schnell verwenden, wird die Wahrscheinlichkeit des Todes durch einen Stich 100% betragen.

Schlangengifte sind das komplexeste aller natürlichen Gifte, und ihre Gegenüberstellung mit chemischen Waffen würde bedeuten, ihre Perfektion zu unterschätzen. Chlor oder Senfgas – einfache Moleküle, die grob und zufällig arbeiten; Cobra oder Black Mamba Toxine wirken mit tödlicher Präzision und Effizienz. Jeder von ihnen – und ein allgemeines Rezept für ihre Mischung – wurde über Millionen von Jahren der Evolution verfeinert und greift ganz spezifische Ziele im Körper des Opfers an. Der Schlüssel von ihnen kann Blutzellen, Nerven- und Herz-Kreislauf-Systeme genannt werden.

Brutale Schlange. LD50: 0,025 mg / kg (für die subkutane Verabreichung). Oxyuranus microlepidotus – Ein Bewohner von Zentralaustralien – verwendet das gefährlichste Gift für den Menschen, einschließlich Giftstoffe, die auf das Nervensystem und die Muskeln, Leber, Nieren und Blutgefäße einwirken.Zum Beispiel blockiert Taikatoksin die Bewegung von Kalziumionen in den Zellen des Herzmuskels und stoppt ihre Arbeit

Dendroxin 1, das Teil des Giftes von Mambas ist, kann eine große Gruppe potentiell empfindlicher Kaliumkanäle blockieren und die Übertragung von Nervenimpulsen durch Neuronen unterbrechen. Eine Vielzahl von α-Neurotoxinen, die in Cobras und vielen anderen Schlangen vorkommen, binden an Acetylcholin-Rezeptoren und blockieren so die Arbeit von Synapsen – vor allem von Nervenzellen zu Muskelzellen -, die in Lähmung und Erstickung enden. Die Fasciculine im Gift der Rasseln deaktivieren die Acetylcholinesterase, die überschüssigen Neurotransmitter aus dem synaptischen Raum entfernt – und ihr Übermaß verursacht unkontrollierte Krämpfe und Krämpfe.

Brillenkobra. LD50: 0,57 mg / kg (für die subkutane Verabreichung). Das Gift enthält neurotoxische und kardiotoxische Komponenten, die Lähmung und Tod durch Ersticken oder einen Herzinfarkt verursachen. Kobra Naja naja tritt in Asien in die berühmte "große Vier" giftiger Schlangen ein, angeführt von der Viper Russell, dem sehr "bunten Band" aus der Geschichte von Sherlock Holmes

Dies ist nur ein kleiner Teil der Giftstoffe von Schlangengiften und ihren Zielstrukturen: andere können Nierenschäden und Herzmuskelparalyse verursachen,Zerstörung der Gefäßauskleidung des Endothels und massive Gewebenekrose. Die Vipern und viele Kobras haben gewöhnliche Blutgerinnungsfaktoren in Killer verwandelt. Aus einer Kaskade von Proteinen, die koordiniert agieren und im Falle einer Verletzung die Bildung eines Blutgerinnsels auslösen, kann der eine oder andere zur "dunklen Seite" gehen und eine generelle Thrombusbildung direkt in den Gefäßen verursachen. Das ist ein schrecklicher Anblick: Der Körper des Opfers ist nicht mehr mit dickem Blut gefüllt, fast alles verwandelt sich in klumpige Klumpen und wässriges Plasma, das aufgrund eines Druckanstiegs den Körper wie ein Ballon anschwellen lässt und aus allen Löchern herausrieselt – inklusive Spuren von Gift Zähne.

Gemeine Viper. LD50: 6,45 mg / kg (für die subkutane Verabreichung). Vipera berus in der Weltrangliste der Gefahr hinkt weit hinter den Führern. Sein Gift ist nicht unglaublich giftig, und mehrere Gegenmittel wurden dagegen geschaffen. Aber jeder gewöhnliche Pilzsammler hat die Chance, einen Bissen zu bekommen, dessen Folgen auf jeden Fall extrem schlimm sind.

Lieferfahrzeuge

Das Gift des gemeinsamen Vorfahren von Schlangen und einigen Echsen, die manchmal zusammen gruppiert werden Toxicoferaanscheinend unterschied sich diese Komplexität nicht und kombinierte eine ziemlich begrenzte Anzahl modifizierter Proteine. Er hatte keine speziellen Vorrichtungen für die wirksame Injektion von toxischem Speichel in den Körper des Opfers. Daher gingen verschiedene Gruppen dieser Schuppen auf unterschiedliche Weise vor und entwickelten ihre eigenen Mittel und Mechanismen der Lieferung. Im Großen und Ganzen hat dieser Prozess alle Systeme des Schlangenorganismus erfasst, obwohl sein Epizentrum natürlich auf die Speicheldrüsen fiel, die zu echten Fabriken für die Synthese von Toxinen geworden sind. Und auf den Zähnen, die sich in scharfe, mit Gift gefüllte Spritzen verwandelten.

Es wird geglaubt, dass Vertreter der umfangreichen und allgegenwärtigen Familie von Vipern den vollkommensten giftigen Apparat rühmen können. Ihre großen, giftigen Drüsen umgeben mächtige Kau- und Schläfenmuskeln, die sofort Gift auspressen können. Durch die Kanäle gelangt es in große, giftige Zähne, die bei vielen Arten hohl und scharf wie Nadeln geworden sind. In eine dicke Schleimbasis eingetaucht, "entfalten" sich diese Zähne automatisch, es ist notwendig, dass die Schlange ihren Mund weit öffnet und mit der Anstrengung der Muskeln, die sie zuschlagen, wird das Gift unter die Haut des Opfers gequetscht.

Die Vipern besitzen den am weitesten fortgeschrittenen giftigen Apparat.

Einige Kobras wirken sogar noch milder – sie spucken Gift auf 1-2 m, während sie es in die Augen werfen. Aber diese Fähigkeit ist eine ziemlich späte Erwerbung, und übliche giftige Zähne mit neuen seitlichen Löchern werden zum Spucken angepasst. Außerdem ist das Gift auf der Hornhaut nicht tödlich und verursacht nur starke Reizung, die der Schlange erlaubt, einen Biss zuzufügen, eine Fähigkeit, die diese Arten überhaupt nicht verloren haben. Ein geblendetes Opfer ist verloren, es sei denn, er kann dem Gift ein Gegengift entgegensetzen.

Antidot Rennen

Viele Schlangen sind gezwungen, sich größte Mühe zu geben, sich nicht am Schwanz zu beißen und nicht an ihrem eigenen Gift zu sterben. In Zusammenstößen zwischen ihnen ist der Tod durch Vergiftung eine häufige Sache, besonders wenn Tritte mit verschiedenen Arten in Konflikt geraten. Aber andere sind unempfindlich gegen die Wirkung ihrer eigenen Giftstoffe geworden – wie die indische Kobra, die Schlangenspeere, deren Acetylcholinrezeptoren unempfindlich gegen die Wirkung des Hauptbestandteils ihres Giftes, des α-Neurotoxins, sind. Zufällige Mutationen statteten solchen Widerstand und Mungos aus, ebenso Igel, Schweine und Honigdachse – Marder-Verwandte, die giftige Schlangen jagen, die viel aktiver sind als der geliebte Rikki-Tikki-Tavi.

Aber die erstaunlichste Resistenz gegen Schlangengift zeigt sich bei Possums, die selbst gegen die Wirkung von Botulinumtoxin und Ricin fast immun sind. Ihr Hauptgeheimnis liegt in dem erstaunlichen LTNF-Molekül – einem Proteinfaktor im Blut, der tödliche Giftstoffe neutralisiert. Isoliert und intraperitoneal in Mäuse injiziert, half es ihnen, die Experimente mit der Einführung von tödlichen Dosen von Giften aus allen vier Hauptfamilien von Giftschlangen zu überleben – und sogar einige Toxine anderer Herkunft, einschließlich Skorpiongift. Der LTNF-Faktor wurde kürzlich entdeckt, und sein Wirkungsmechanismus ist noch nicht klar, aber er wird aktiv untersucht – schließlich kann das Blut von Opossums theoretisch ein einzigartiges Gegenmittel für die Wirksamkeit liefern.

In der Zwischenzeit muss das Antidot für jeden Fall separat erhalten werden, wodurch nicht-letale Dosen an Tiere – üblicherweise Kühe oder Pferde – eingeführt werden und die fertigen Antikörper aus ihrem Blut als Ergebnis der Immunantwort isoliert werden. Mit etwas Geduld und großem Mut können solche Antikörper auch im eigenen Körper "aufgezogen" werden: Der legendäre Forscher, der Gründer des Serpentariums in Miami, Bill Haast, injizierte sich sein ganzes Leben lang mit Mikrodosen von Giften.Er überlebte nicht nur 172 Bisse sicher, sondern war auch ein Spender von einzigartigem Blut, das Dutzende Leben von Menschen rettete, die von Schlangen gebissen wurden, für die es kein Gegenmittel gibt.

Schmerzpunkte

Viele Schlangengift-Toxine wirken als Juwel auf einzelne neuromuskuläre Synapsenproteine ​​und deren Neurotransmitter Acetylcholin. Sie können entweder zu hypertrophischer und unkontrollierter Erregung oder zu einer tiefen Hemmung der Arbeit dieser Verbindungen führen.

Teurer Unmut

Toxine sind ein unglaublich effektives Werkzeug, aber nicht allmächtig. Kein Wunder, dass die überwiegende Mehrheit der Tiere sich immer noch an andere Methoden der Verteidigung und des Angriffs hält, was den Körper weniger teuer macht. Tatsächlich hat die Untersuchung von Klapperschlangen vor und nach der Einnahme von Gift gezeigt, dass die Synthese von Proteinen, die notwendig ist, um die Zufuhr letaler Dosen wieder aufzufüllen, den ganzen Körper zwingt, drei Tage lang in einem verbesserten Modus zu arbeiten und die Stoffwechselrate um 11% zu erhöhen. Die gleichen Messungen wurden für die viperähnlichen tödlichen Schlangen vorgenommen, die extrem gefährlichen Bewohner Australiens: Zur Erholung müssen sie ihren Stoffwechsel um fast 70% steigern.

Die Synthese von Gift ist keine Aufgabe für Weicheier, es erfordert Anstrengung vergleichbar mit denen, die Läufer im Marathon laufen. Ein noch größerer Beitrag wird jedoch von der Evolution und dem Anbau komplexer Abgabesysteme benötigt. In der Tat ist dies eine separate Entwicklungsrichtung, zu der giftige Arten eine Menge Ressourcen beitragen. In mancher Hinsicht kann es eine Alternative zum komplexen und großen Gehirn genannt werden: Chemiewaffen gehören neben diesem gefräßigen Körper zu den teuersten und effektivsten Naturfunden.


Like this post? Please share to your friends:
Schreibe einen Kommentar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: