לבני אדם יש את ערכת הכלים הביולוגית לרוק ארסי, כך עולה ממחקר

שאיבת ארס מנחש להכנה נגד ארס. (צילום Rithwik/Moment/Getty Images)

האם בני אדם יכולים אי פעם לפתח ארס? זה מאוד לא סביר שאנשים יצטרפו נחשים רעשנים ו פלטיפוסים בין השורות של בעלי חיים ארסיים, אבל מחקר חדש מגלה שלבני אדם יש את ערכת הכלים לייצר ארס - למעשה, לכל הזוחלים והיונקים יש.

אוסף זה של גנים גמישים, הקשורים במיוחד לבלוטות הרוק בבני אדם, מסביר כיצד הארס התפתח באופן עצמאי מאבות קדמונים לא ארסיים יותר מ-100 פעמים בממלכת החיות.

'בעיקרון, יש לנו את כל אבני הבניין במקום', אמרה מחברת המחקר Agneesh Barua, דוקטורנטית לגנטיקה אבולוציונית במכון אוקינאווה למדע וטכנולוגיה ביפן. ״עכשיו זה תלוי אבולוציה לקחת אותנו לשם'.



קָשׁוּר: למה יצורים קמבריים נראים כל כך מוזרים?

ארס דרך הפה נפוץ ברחבי ממלכת החיות, קיים ביצורים מגוונים כמו עכבישים , נחשים ו לוריסים איטיים , המין הארסי היחיד הידוע של פרימטים. ביולוגים ידעו שבלוטות ארס הפה הן בלוטות רוק שעברו שינוי, אך המחקר החדש חושף את המכניקה המולקולרית מאחורי השינוי.

'זה הולך להיות ציון דרך אמיתי בתחום', אמר בריאן פריי, ביוכימאי ומומחה לארס מאוניברסיטת קווינסלנד באוסטרליה, שלא היה מעורב במחקר. 'הם עשו עבודה סנסציונית לחלוטין של כמה מחקרים מורכבים בצורה יוצאת דופן.'

נשק גמיש

ארס הוא הדוגמה האולטימטיבית לגמישות הטבע. רבים מהרעלים בארס נפוצים בבעלי חיים שונים מאוד; כמה מרכיבים של נָדָל ארס, למשל, נמצא גם בארס נחשים, אמר רונלד ג'נר, חוקר ארס במוזיאון הטבע בלונדון שלא היה מעורב במחקר.

המחקר החדש אינו מתמקד ברעלים עצמם, מכיוון שאלו מתפתחים במהירות ומהווים תערובת מורכבת של תרכובות, אמר Barua ל- Live Science.

במקום זאת, ברואה ומחבר המחקר אלכסנדר מיקייב, ביולוג אבולוציוני באוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה, המתמקד בגנים של 'משק בית', הגנים הקשורים לארס אך אינם אחראים ליצירת הרעלים עצמם. גנים מווסתים אלו מהווים את הבסיס לכל מערכת הארס.

החוקרים התחילו עם הגנום של הטאיוואן האבו ( Trimeresurus mucrosquamatus ), צפע בור חום שנחקר היטב, בין השאר משום שהוא מין פולש באוקינאווה.

'מכיוון שאנו יודעים את התפקוד של כל הגנים שהיו בבעל החיים, יכולנו רק לראות לאילו גנים גנים הארס קשורים', אמר ברואה.

הצוות מצא קבוצת גנים הנפוצים ברקמות גוף מרובות בכל מי השפיר. (אמניוטים הם בעלי חיים שמפרים את הביצים שלהם בפנים או מטילות ביצים על היבשה; הם כוללים זוחלים, ציפורים וכמה יונקים).

רבים מהגנים הללו מעורבים בקיפול חלבונים, אמר ברואה, וזה הגיוני, מכיוון שבעלי חיים ארסיים חייבים לייצר כמות גדולה של רעלנים, העשויים מחלבונים.

'רקמה כזו באמת צריכה לוודא שהחלבון שהיא מייצרת הוא באיכות גבוהה', אמר.

באופן לא מפתיע, אותם סוגים של גנים לניהול משק בית נמצאים בשפע בבלוטת הרוק האנושית, אשר מייצרת גם תבשיל חשוב של חלבונים - הנמצאים ברוק - בכמויות גדולות. הבסיס הגנטי הזה הוא מה שמאפשר את המגוון הרחב של ארסים שהתפתחו באופן עצמאי ברחבי ממלכת החיות.

חוקרים חקרו את הגנום של הטאיוואן האבו, צפע בור חום ארסי. (אלכסנדר מיכאיב)

קָשׁוּר: האם גנטית אתה דומה יותר לאמא שלך או לאבא שלך?

מבלתי ארסי לארסי

במילים אחרות, לכל יונק או זוחל יש את גֵנֵטִי פיגום שעליו בנויה מערכת ארס פה. ובני אדם (יחד עם עכברים ) גם מייצרים חלבון מפתח המשמש במערכות ארס רבות. Kallikreins, שהם חלבונים המעכלים חלבונים אחרים, מופרשים ברוק; הם גם חלק מרכזי בארס רבים.

הסיבה לכך היא שקליקריינים הם חלבונים יציבים מאוד, אמר פריי, והם לא פשוט מפסיקים לעבוד כאשר הם נתונים למוטציה. לפיכך, קל לקבל מוטציות מועילות של קליקריינים שהופכות את הארס לכאוב יותר וקטלני יותר (אחת ההשפעות של קליקריינים היא ירידה חדה בלחץ הדם).

'זה לא מקרי שקליקריין הוא סוג הרכיבים המופרשים ביותר בארס ברחבי ממלכת החיות, כי בכל צורה, זה אנזים מאוד פעיל והוא יתחיל לעשות דברים מבולגנים', אמר פריי.

Kallikreins הם אפוא נקודת מוצא טבעית עבור בני אדם ארסיים תיאורטית.

אם לאחר הדרמה של 2020, ברואה התלוצץ, 'אנשים צריכים להיות ארסיים כדי לשרוד, אנחנו יכולים להתחיל לראות מינונים הולכים וגדלים של קליקריינים'.

אבל זה לא כל כך סביר - לא אלא אם כן האסטרטגיות המוצלחות של בני אדם של רכישת מזון ובחירת בני זוג מתחילות להתפרק, בכל מקרה. ארס מתפתח לרוב כשיטת הגנה או כדרך להכניע את הטרף, אמר ג'נר ל- Live Science. איזה סוג של ארס בדיוק מתפתח תלוי מאוד באופן חי החיה.

האבולוציה יכולה למעשה להתאים את הארס לצרכיו של בעל חיים באמצעות ברירה טבעית, אמר פריי.

יש כמה נחשי מדבר, למשל, שיש להם ארס שונה למרות שהם אותו מין, רק בגלל המקום שבו הם חיים, הוא אמר: על רצפת המדבר, שם הנחשים צדים בעיקר עכברים, הארס פועל בעיקר על מערכת דם , כי לא קשה לנחש לעקוב אחרי עכבר גוסס במרחק קצר על קרקע שטוחה. בהרים סלעיים סמוכים, שם הנחשים צדים בעיקר לטאות , הארס הוא רעלן עצבי חזק, מכיוון שאם הטרף אינו משותק מיד, הוא יכול בקלות לפזז לתוך נקיק ולהיעלם לתמיד.

לכמה יונקים יש ארס. עטלפי ערפדים, בעלי רוק רעיל המונע קרישי דם, משתמשים בנשק הכימי שלהם כדי להאכיל מפצעים בצורה יעילה יותר. שרצים ארסיים וסולנודונים דמויי שרצים (יונקים קטנים וחופרים) יכולים לעלות על דרגת המשקל שלהם על ידי שימוש בארס שלהם כדי להכניע טרף גדול יותר ממה שהם יכולים להרוג אחרת.

שרצים גם משתמשים לפעמים בארס שלהם כדי לשתק טרף (בדרך כלל חרקים וחסרי חוליות אחרים) לאחסון ולנשנוש מאוחר יותר. בינתיים, פלטיפוסים, שאין להם נשיכה ארסית אבל יש להם דורבן ארסי ברגליהם האחוריות, משתמשים לרוב בארס שלהם בקרבות עם פלטיפוסים אחרים על בני זוג או טריטוריה, אמר ג'נר.

בני אדם, כמובן, המציאו כלים, כלי נשק ומבנים חברתיים שעושים את רוב העבודות הללו ללא צורך בניבים ארסיים. וגם ארס יקר, אמר פריי. בנייה וקיפול של כל החלבונים הללו דורש אנרגיה. מסיבה זו, ארס הולך לאיבוד בקלות כאשר לא נעשה בו שימוש.

ישנם מינים של נחשי ים, אמר פריי, שיש להם בלוטות ארס שרידיות אך אינם ארסיים יותר, מכיוון שהם עברו מהאכלה מדגים להאכלה מביצי דגים, שאינן דורשות נשיכה רעילה.

המחקר החדש אולי לא מעורר תקוות רבות לכוחות-על חדשים לבני אדם, אבל הבנת הגנטיקה מאחורי השליטה בארס עשויה להיות מפתח לרפואה, הוסיף פריי.

אם של קוברה המוח היה אמור להתחיל לבטא את הגנים שבלוטות הארס שלו ביטאו, הנחש ימות מיד מרעלות עצמית. לימוד כיצד גנים שולטים בביטוי ברקמות שונות יכול להיות מועיל להבנת מחלות כגון סרטן , מה שגורם למחלות ומוות במידה רבה משום שרקמות מתחילות לצמוח ללא שליטה ולהפריש מוצרים במקומות בגוף שבהם אסור להם.

'החשיבות של המאמר הזה חורגת רק מתחום המחקר הזה, מכיוון שהוא מספק פלטפורמה התחלתית לכל סוגי השאלות המעניינות האלה', אמר פריי.

המחקר פורסם באינטרנט ביום שני (29 במרץ) בכתב העת הליכים של האקדמיה הלאומית למדעים .

תעלומות קשורות:
מה אם הטמפרטורה תקבע את מין התינוק?
מה אם לבני אדם היה עור פוטוסינתטי?
מה אם לכל בני האדם על פני כדור הארץ היה לבקנות?

מאמר זה פורסם במקור על ידי מדע חי . קרא את ה מאמר מקורי כאן .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.