Вы когда-нибудь пытались представить худшую в мире пищу, какую только можно вообразить? Как насчет синего кольцевидного осьминога, кораллового краба (Atergatis Floridus), корзины раковин улиток или иглобрюха?

Конечно, многие люди думают, что это деликатесы. Например, рыба иглобрюх является таковым в некоторых регионах Азии. Но все эти блюда имеют кое-что общее и весьма важное: они смертельны. В организме перечисленных животных содержится очень сильный токсин, под названием «тетродотоксин».

Тетродотоксин, выделяемый иглобрюхом, является одним из самых опасных токсинов из всех известных ныне. Он в 100 раз более ядовит, чем цианид калия – всего два миллиграмма могут убить взрослого человека – и он не разрушается в процессе приготовления пищи.  Всего половина унции печени рыбы, известной под названием «Фугу кимо» в Японии, съеденная бесстрашным знатоком, может привести к смерти. При проглатывании этот токсин парализует нервную систему, блокируя возможность дышать, парализует мускулы. Почти каждый год от него умирают люди.

В 1975, актер Бандо Митсугоро VIII из Кабуки заказал четыре порции Фугу кимо, утверждая, что он сможет сопротивляться яду. Он был не прав.

Тетродотоксин был найден не только в организмах морских обитателей. В довольно большой концентрации он содержится также в коже некоторых видов тритонов из Северной Америки и Японии, а также в нескольких видах лягушек из Центральной и Южной Америки и Бангладеша. Столь широкое распространение тетродотоксина вызывает некоторые весьма интригующие загадки. Во-первых, как так получилось, что столь разные животные, принадлежащие к разным видам, обладают этим смертельным ядом? Во-вторых, почему одни могут сопротивляться воздействию тетродотоксина, а другие – нет?

Эти вопросы вызывают особый интерес, потому что в основном токсины животных различаются строго по группам их носителей. Например, яды змей и скорпионов состоят из различных токсинов. Но тетродотоксин, найденный в каждом блюде этого смертельного банкета, абсолютно идентичен.

Могло иметь право на существование одно объяснение. Оно состояло в том, что все эти виды животных каким-то образом приобрели способность синтезировать тетродотоксин. Но токсин – это очень сложная молекула, которая требует, чтобы были продены определенные химические этапы. Поэтому представляется маловероятным, что одна и та же молекула была образована в различных животных. Более вероятно, что животные не сами выработали этот токсин.

Например, иглобрюхи, выращенные в аквариумах с фильтрованной водой, без бактерий, являются нетоксичными. Также и японские тритоны или панамские лягушки, посаженные на специальную диету, постепенно теряют токсичность. Эти эксперименты доказали, что тетрдоксин животные-переносщики приобретают в пищевой цепочке. Действительно, несколько видов бактерий, производящих тетродотоксин, были изолированы от иглобрюха, синего кольцевидного осьминога, улиток и других животных. Выяснилось, что животные становятся ядовитыми, если в их ткани поступает бактериально выработанный токсин.

Пока исследования разгадывают тайну появления тетродотоксина, они не слишком продвинулись в деле объяснения того, как множество видов животных сами сопротивляются этому яду. тетродотоксин наносит атаку на очень древние механизмы животного мира. Он блокирует каналы, которые обычно управляют движением ионов натрия через нерв и мембрану мышечной клетки, и останавливае их электрическую активность. Все животные обладают такими каналами ионов натрия, часть из которых подвергается воздействию тетродотоксина, что приводит к частым случаям подобной блокировки.

Этот факт поднимает один простой вопрос: почему иглобрюх не умирает? Как животные носители тетродотоксина способны противостоять такому высокому уровню токсина, блокирующего их нервную систему?

Одна подсказка состоит в том, что не все 120 или около того видов иглобрюхов являются ядовитыми или стойкими к тетрдоксину. Ядовитые разновидности могут противостоять концентрации тетродотоксина в 500-1000 раз больше, чем неядовитые иглобрюхи или другая рыба. Коралловый краб (Atergatis Floridus) также является стойким, и японский тритон может противостоять еще большей концентрации токсина. Большинство других крабов и тритонов чувствительны к тетродотоксину. Должно быть что-то другое, касающееся ядовитых, стойких к тетродотоксину, разновидностей.

Различие становится очевидным в свете результатов подробного исследования их каналов натрия. У иглобрюха есть восемь разновидностей этих каналов, которые закодированы восьмью генами. Менда Клэр Джост с коллегами в Университете Техаса, в Остине, и Университете Чикаго обнаружили, что в организме иглобрюха большинство этих каналов развили сопротивление к тетродотоксину. Также и различные виды иглобрюхов тоже приобрели способность сопротивляться. Такие же стойкие к яду каналы были найдены и в организме японского тритона.

Таким образом, вот наиболее вероятная цепь развития событий к получению сопротивления этому сильному токсину: в начальной стадии мутации происходят, предоставляя некоторую защиту, в связи с продолжительным присутствием тетродотоксина в окружающей среде у животных долгое время продолжаются мутации, что делает их более защищенными, сильными, а также смертельно опасными.

В большинстве случаев тетродотоксин – это эффективное защитное оружие. Но в игре под названием «естественный отбор», победа редко бывает полной или постоянной. Хищники могли бы развить в себе сопротивляемость таким же путем, которым это сделали их жертвы, что и получилось в конечном итоге у некоторых змей на Западе США, которые теперь пируют очень ядовитыми тритонами.

В отличие от большинства змей, которых охватывает паралич, болезнь или настигает смерть, когда они пытаются глотать этих тритонов, три разновидности змей все же вполне могут отобедать ядовитыми амфибиями. Команда исследователей во главе с Эдмундом Броди Младшим из Университета штата Юта и его сыном Эдмундом Броди III из Университета Вирджинии выяснила, что животные обладают независимыми каналами натрия, стойкими к тетродотоксину. Действительно, некоторые калифорнийские змеи обладают таким сильным иммунитетом, что доза токсина, необходимая, чтобы парализовать их, является достаточной для убийства 900 человек.

Примечательно, что некоторые из одинаковых генных мутаций канала, ответственных за частичное сопротивление тетродотоксину, произошли у различных разновидностей змей. Кроме того, некоторые из этих и другие мутации неоднократно были зафиксированы в каналах иглобрюхов.

Эти четкие параллели в развитии канала среди разновидностей указывают на уникальный аспект развития, о котором биологи и не подозревали ранее, до того, как определили точные адаптивные изменения ДНК, а именно – эволюция более репродуктивна, чем думали ранее. Простое объяснение для проникновения к самой сути: предоставленные одинаковые агенты естественного отбора (в данном случае тетродотоксин) разным видам животных, живущих в разных местах панеты, спровоцируют похожие или одинаковые механизмы адаптации.

Из этого следует, что эволюция предсказуема. Учитывая распространенность бактерий, вырабатывающих тетродотоксин, и множество животных, использующих этот токсин в качестве защиты, мы можем ожидать появления еще большего числа ядовитых особей.

——-

www.nytimes.com/2009/12/22/science/22creature.html