Гипотеза оптимизации яда
Гипотеза оптимизации яда , также известная как измерение яда , представляет собой биологическую гипотезу , которая постулирует, что ядовитые животные имеют физиологический контроль над производством и использованием ядов . Это объясняет экономическое использование яда, поскольку яд является метаболически дорогим продуктом и существует биологический механизм контроля его конкретного использования. Гипотетическая концепция была предложена Эстер Виггер, Люсией Кун-Нентвиг и Вольфгангом Нентвиг из Зоологического института Бернского университета , Швейцария , в 2002 году. [ 1 ] [ 2 ]
Экспериментально было обнаружено, что у ряда ядовитых животных регулируется количество яда, которое они используют во время нападения или защиты. Обнаружено, что виды анемонов, медуз, муравьев, скорпионов, пауков и змей экономно используют свои яды в зависимости от ситуации и размера своих жертв или хищников. [ 3 ]
Разработка
[ редактировать ]Гипотеза оптимизации яда была выдвинута Виггером, Куном-Нентвигом и Нентвигом на основе их исследований количества яда, используемого странствующим пауком Cupiennius salei . Этот паук вырабатывает нейротоксический пептид под названием CsTx-1, который парализует свою добычу. [ 4 ] Он не плетет сети для ловли добычи и поэтому полностью зависит от своего яда в поисках хищников. Известно, что он охотится на различных насекомых, включая бабочек, мотыльков, уховерток, тараканов, мух и кузнечиков. [ 5 ] Его ядовитые железы хранят всего около 10 мкл сырого яда. Заполнение желез занимает 2–3 дня, а летальная эффективность яда первоначально очень низкая в течение нескольких дней, и для полного эффекта требуется от 8 до 18 дней. [ 6 ] Выяснилось, что количество выделяемого яда различно для каждой конкретной добычи. Например, для более крупных и сильных насекомых, таких как жуки, паук использует все количество своего яда; в то время как для маленьких он использует лишь небольшое количество, экономя таким образом свой дорогостоящий яд. [ 1 ] Фактически, эксперименты показывают, что количества выпущенного яда достаточно (при смертельной дозе), чтобы парализовать целевой организм в зависимости от размера или силы, и не превышает необходимого. [ 7 ]
Концепция
[ редактировать ]Яды животных представляют собой сложные биомолекулы, поэтому их биологический синтез требует высокой метаболической активности. Конкретный яд сам по себе представляет собой сложную химическую смесь, состоящую из сотен белков и небелковых соединений, что делает его мощным оружием для обездвиживания добычи и отпугивания хищников. Метаболические затраты яда достаточно высоки, чтобы привести к вторичной потере яда всякий раз, когда его использование становится несущественным для выживания животного. Это говорит о том, что ядовитые животные, возможно, выработали стратегии минимизации расхода яда, что им следует использовать его только по мере необходимости, и при этом в оптимальном количестве. [ 2 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Виггер Э., Кун-Нентвиг Л., Нентвиг В. (2002). «Гипотеза оптимизации яда: паук вводит большие количества яда только в сложные типы добычи». Токсикон . 40 (6): 749–752. дои : 10.1016/S0041-0101(01)00277-X . ПМИД 12175611 .
- ^ Jump up to: а б Моргенштерн Д., Кинг Г.Ф. (2013). «Пересмотр гипотезы оптимизации яда». Токсикон . 63 : 120–128. дои : 10.1016/j.токсикон.2012.11.022 . ПМИД 23266311 .
- ^ Нисани З. (2008). Поведенческая и физиологическая экология расхода яда скорпиона: ужаление, распыление и регенерация яда . стр. 32–39. ISBN 9780549591610 .
- ^ Кун-Нентвиг Л., Федорова И.М., Люшер Б.П., Копп Л.С., Траксель С., Шаллер Дж., Ву XL, Зеебек Т., Штрейтбергер К., Нентвиг В., Сигель Е., Магазаник Л.Г. (2012). «Полученный из яда нейротоксин CsTx-1 паука Cupiennius salei проявляет цитолитическую активность» . J Биол Хим . 287 (30): 25640–25649. дои : 10.1074/jbc.M112.339051 . ПМК 3408166 . ПМИД 22613721 .
- ^ Нантвиг В. (1986). «Пауки, не строящие паутину: специалисты по добыче или универсалы?». Экология . 69 (4): 571–576. Бибкод : 1986Oecol..69..571N . дои : 10.1007/BF00410365 . ПМИД 28311618 . S2CID 5871434 .
- ^ Боеве Дж.Л., Кун-Нентвиг Л., Келлер С., Нантвиг В. (1995). «Количество и качество яда, выделяемого пауком ( Cupiennius salei , Ctenidae)». Токсикон . 33 (10): 1347–1357. дои : 10.1016/0041-0101(95)00066-У . ПМИД 8599185 .
- ^ Кун-Нентвиг Л., Шаллер Дж., Нантвиг В. (2004). «Биохимия, токсикология и экология яда паука Cupiennius salei (Ctenidae)». Токсикон . 43 (5): 543–553. дои : 10.1016/j.токсикон.2004.02.009 . ПМИД 15066412 .