Борьба змей с ядом жаб указала на ограниченность эволюции

В ходе эволюции рептилии четыре раза научились противостоять воздействию яда жаб и лягушек — с помощью примерно одних и тех же молекулярных инструментов. Это открытие показало, что схватка между ядами и противоядиями среди животных происходит на очень маленьком участке, а также дает наглядное доказательство теории конвергентной эволюции. Об исследовании сообщается в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences

Многие виды жаб отпугивают хищников с помощью мощных нейротоксинов — сердечных гликозидов: те закупоривают натриевые каналы на мембранах нервных клеток, что в конечном счете приводит к остановке сердца.

Николас Кейсуэлл (Nicholas Casewell) из Ливерпульской школы тропической медицины выяснил, как представители трех видов змей и одного семейства ящериц выработали иммунитет к яду жаб. Во всех случаях, независимо друг от друга, мутировали гены, кодирующие натриевый канал — и в результате изменились две аминокислоты, а токсин утратил возможность блокировать канал.

Затем ученые обратились к другим насекомым, амфибиям и млекопитающим, которые неуязвимы к сердечным гликозидам. Во всех случаях они нашли одни и те же сдвиги в работе канала (хотя набор модифицированных аминокислот в каждом случае был несколько иной).

Единообразие эволюционных решений, по мнению Кейсуэлла, связана с важной ролью натриевых каналов в работе клеток. «У генов крайне мало возможностей мутировать, не нарушив функциональность натриевых каналов. В данной системе эволюция носит предсказуемый характер», — отметил ученый.