Чому отруйні тварини не отруюють самих себе

Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці.

Одного чудового дня Чарльз Дарвін, тоді ще студент Кембриджу і завзятий натураліст, відірвав шматок старої кори з дерева і виявив під ним двох рідкісних жуків.
Щойно він взяв в кожну долоню по жуку, як раптом побачив третього жука.
Переклавши одну комаху до рота, щоб не втратити, він тільки-но потягнувся за третьою, коли раптом його ротову порожнину обпекло гарячою гіркою рідиною.
Кривдником Дарвіна був жук бомбардир, один з тисяч видів тварин, таких як жаби, медузи, саламандри та змії, які застосовують токсичні речовини для самозахисту.
В нашому випадку жук виділив отруйну рідину зі спеціальних залоз у черевці.
Але, чому ж ця рідка речовина, що викидається, маючи при цьому температуру біля 100 градусів за Цельсієм, не завдає шкоди жуку?
Як отруйним тваринам вдається залишатися живими, маючи такі виділення?
Вся справа у використанні однієї з двох основних стратегій: безпечно для себе зберігати ці сполуки, або ж розвинути до них стійкість.
Жуки бомбардири використовують перший підхід — вони зберігають компоненти отрути в окремих камерах.
Коли виникає загроза, клапан між камерами відкривається і речовини вступають в бурхливу екзотермічну реакцію, в результаті якої струмінь утвореної їдкої рідини вистрілює у ворога, проходячи крізь камеру з товстими стінками, які захищають внутрішні тканини жука.
За аналогією з жуками медузи також безпечно зберігають отруту в схожих на мішечок з гарпуном структурах — нематоцистах.
А отруйні змії зберігають речовини, що руйнують білки й згортають кров, у спеціальних відділеннях, які мають лише один вихідний канал — через порожнисті зуби зі спеціалізованими протоками.
Але змії також застосовують і другу стратегію — вбудовану біохімічну опірність.
Гремучники й інші види родини гадюкових виробляють спеціальні білки, які зв’язують та інактивують компоненти отрути в крові.
А ось отруйні жаби дереволази теж розвинули стійкість до власних токсинів, але через інший механізм.
Ці крихітні земноводні захищаються за допомогою сотень гірких на смак сполук, званих алкалоїдами, які вони накопичують завдяки поїданню членистоногих, таких як кліщі та мурахи.
Одним з найсильніших алкалоїдів є епібатидин, хімічна речовина, яка зв’язується з тими ж рецепторами в мозку, що і нікотин, і, принаймні, вдесятеро за нього сильніша.
Епібатидин масою приблизно як у кристалика цукру здатний убити вас.
То як цим жабам вдається не вмерти від отруєння?
Уявіть, що молекулярна мішень нейротоксичного алкалоїду — це замок, а сам алкалоїд є ключем.
Коли токсичний ключ входить у замок, то запускається каскад хімічних та електричних сигналів, що можуть викликати параліч, знепритомнення і навіть смерть.
Але, якщо змінити конфігурацію замка, то ключ не підійде.
Для дереволазів і багатьох інших тварин з нейротоксичним захистом кількох невеликих змін у структурі зв’язування алкалоїдів достатньо, щоб запобігти згубному впливу нейротоксинів на організм.
Не лише токсичні та отруйні тварини можуть розвивати таку стійкість, але і хижаки, що полюють на них, а також їхня здобич.
Підв’язкова змія, яка поїдає отруйних саламандр, виробила стійкість до їхніх токсинів.
Причому, завдяки деяким ідентичним генетичним змінам, що наявні й в саламандр.
Це означає, що лише найтоксичніші саламандри зможуть уникнути смерті.
І лише найстійкіші змії виживуть, харчуючись такою їжею.
Тобто, гени, відповідальні за кращу стійкість і найбільшу токсичність, найімовірніше передаватимуться наступним поколінням.
Як тільки рівень токсичності починає збільшуватись, опірність зростає теж.
Це і є так звані еволюційні перегони озброєнь, які тривають мільйони років.
І так відбувається знову і знову.
Коникові хом’яки не бояться болючої отрути від укусів скорпіонів завдяки генетичним змінам, що пов’язані з нервовою системою.
Ящірки фрінозоми легко поїдають мурах-женців, захищаючись від отруйних жал за допомогою спеціалізованої плазми крові.
А морські слимаки їдять жалкі клітини медуз, запобігаючи активації нематоцистів завдяки речовинам, що містяться в слизі, і пристосовують ці клітини для власного самозахисту.
Жук бомбардир не виняток.
Жаби, які їдять таких жуків, можуть витримати вплив їдкого спрею, жахливий смак якого відчув Дарвін.
Більшість жуків жаба відригне через кілька годин, і вони, на подив, будуть живими й здоровими.
Але, як жабам вдається виживати в таких ситуаціях?
Це досі лишається загадкою.