Évmilliók óta a természet a vegyi hadviselés színtere: a növények, rovarok, halak, kétéltűek és hüllők folyamatos védekezési és támadási ciklust folytatnak. A toxinok mind fegyverként, mind pajzsként szolgálnak. Egyes állatok nemcsak túlélni képesek a halálos mérgeket, hanem megtanulták, hogyan használják azokat.
Ez a tanulmány az evolúciós mechanizmusokat vizsgálja, amelyek lehetővé teszik a fajok számára a toxikus anyagokkal szembeni ellenállást. Példa: kolumbiai Amazonasban gyűjtött kígyók és mérgező dart békák (Ameerega trivittata) kísérletei.
Halálos kígyók és a mérgező zsákmány
Valeria Ramirez Castaneda, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem biológusa kísérleteiben a kígyóknak mérgező dart békákat kellett elfogyasztaniuk:
- A tíz vizsgált kígyóból hat elutasította a mérgező zsákmányt.
- A maradék négy először a földön húzta a békákat, látszólag csökkentve a toxinok koncentrációját.
- Három kígyó túlélt az étkezés után, ami metabolikus mechanizmusokra utal, amelyek feldolgozzák vagy semlegesítik a toxinokat.
Rebecca Tarwin:
„Csak néhány milligramm egyetlen vegyület megváltoztathatja az ökoszisztéma minden kölcsönhatását.”
Láthatatlan védelmi mechanizmusok
- Egyes állatok saját toxinokat termelnek (pl. varangyok szívglikozidjai).
- Mások baktériumok segítségével jutnak mérgező vegyületekhez (pl. gömbhal tetrodotoxinja).
- Néhány faj táplálék útján halmozza a toxinokat, mint a dart békák rovarfogyasztása révén.
Evolúciós adaptációk
- A fajok módosított fehérjéket fejlesztettek ki, például a nátrium-kálium pumpát, hogy ellenálljanak a toxinoknak.
- Ez azonban kompromisszumokkal jár: a szivattyú ellenállása csökkentheti működését, különösen az idegsejtekben.
Susanne Dobler:
A mocsári tejfű rovarai alternatív fehérje- és transzporter változatokkal kompenzálják a toxikus hatásokat.
- A máj és a vér is szerepet játszik: királykígyók mája képes ártalmatlanítani a toxinokat, a kaliforniai földi mókusok vérfehérjéi blokkolják a csörgőkígyó mérgét.
Matthew Holding:
A természetes antidotum fehérje összetétele régiónként változik, jelezve a ragadozó és a zsákmány együttes evolúcióját.
Állatok, amelyek előnyükre használják a mérget
- Egyes fajok felhalmozzák a toxinokat, és védekezésre használják:
- A Kutrov család szivárványos bogara szívglikozidokat tárol a gazdanövényekből.
- Uralkodó pillangók kardamom-glikozidokat halmoznak fel, a harkályok toleranciát alakítottak ki a mérgekkel szemben, így táplálkozhatnak velük.
Noah Whiteman:
„Elképesztő, hogy egy kis molekula hogyan befolyásolta az evolúciót. Egy toxin képes újradefiniálni a fajok közötti kapcsolatokat és a túlélés szabályait.”
