Dlaczego trujące zwierzęta nie giną od własnej trucizny
W świecie zwierząt roi się od jadowitych i trujących gatunków. Co sprawia, że toksyna w ich własnym organizmie nie wyrządza im samym żadnej krzywdy?
Fletowiec kapturowy to ptak żyjący w Nowej Gwinei. Jego pióra pokryte są batrachotoksyną (BTX) – trującą substancją, której nawet niewielkie spożycie może spowodować u człowieka paraliż lub śmierć. Wystarczy dotknąć piór ptaka, by ręka piekła z bólu.
Ten sam środek wydzielany jest również przez zamieszkujące Amerykę Środkową i Południową żaby z rodziny drzewołazowatych. Indianie chwytali płazy, aby uzyskaną od nich BTX używać do wyrabiania trujących strzał.
Naukowcy podejrzewają jednak, że zarówno fletowiec kapturowy, jak i drzewołazowate nie produkują tej substancji we własnym ciele, lecz pozyskują ją z konkretnego gatunku niewielkiego chrząszcza, stanowiącego składnik ich diety. Tym bardziej zastanawia, w jaki sposób zwierzęta te same unikają zatrucia neurotoksyną?
Przez dekady największym uznaniem cieszyła się hipoteza, zgodnie z którą trujące ptaki i żaby w drodze ewolucji wytworzyły specjalnie zaadaptowane kanały sodowe (sodium channels) – istotne dla odpowiedniego funkcjonowania nerwów, komórek mózgowych czy mięśniowych – odporne na działanie BTX. Znany jest przykład mangusty egipskiej, która właśnie w taki sposób neutralizuje jad kobry.
W przypadku wspomnianego fletowca i drzewołazowatych najpewniej mamy do czynienia z inną strategią działania. Autorzy artykułu opublikowanego 5 sierpnia 2021 roku w Journal of General Physiology sugerują obecność w ich organizmach tzw. „toksynowych gąbek”, których zadaniem jest pochłanianie śmiertelnych substancji zanim dokonają spustoszenia w ciele zwierzęcia.
Daniel Minor, biofizyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco, wraz z zespołem badaczy odtworzył w laboratorium geny odpowiedzialne za powstawanie kanałów sodowych fletowca i trujących żab. Geny zostały umieszczone w żywych komórkach kilku gatunków zwierząt narażonych na działanie batrachotoksyny. Wszystkie komórki zostały zniszczone przez truciznę, co jednoznacznie udowodniło, że kanały sodowe badanych zwierząt nie są same w sobie odporne na BTX.
W kolejnym eksperymencie badacze przyjrzeli się już nie pojedynczym komórkom, lecz żywym organizmom. Żabom z kilku odmiennych gatunków wstrzyknęli batrachotoksynę i tylko trującym osobnikom udało się przeżyć. Minor wyjaśnia: – To daje nam wskazówkę, że istnieje coś, co chroni kanały sodowe przed ujrzeniem tych toksyn.
Podejrzenie padło na wspomniane już „toksynowe gąbki” – białka, które biofizyk zidentyfikował po raz pierwszy w 2019 roku. Wówczas badał żaby, które uodporniły się na działanie innej neurotoksyny, zwanej saksytoksyną (STX). Choć obecności tych białek nie stwierdzono jeszcze u fletowca i drzewołazowatych, dotychczas prowadzone badania świadczą o tym, że jest to trop, którym warto podążać.
Ewolucjonistka, Rebecca Tarvin z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, również badająca trujące żaby, jest pod wrażeniem pracy, jaką wykonał zespół Minora: – Byłam zaskoczona, gdy okazało się, że kanały sodowe trujących żab nie są odporne na batrachotoksynę. Spodziewaliśmy się, że tak właśnie będzie.
Tarvin przestrzega przed pochopnym generalizowaniem wniosków, ale zaznacza, że argumenty za obecnością „toksynowych gąbek” są całkiem przekonujące. Badaczka podkreśla również znaczenie prowadzonych eksperymentów w medycynie. – Już w przeszłości toksyny odgrywały dla nas ważną rolę w znajdowaniu konkretnych białek i rozpoznawaniu, jaką pełnią funkcję w organizmie. Wiele z nich posłużyło jako podstawa do produkcji leków.
Opracowano na podstawie artykułu w National Geographic.
