Warum Tausendfüßler sich nicht gegenseitig mit ihrem Gift töten können

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Warum Tausendfüßler sich nicht gegenseitig mit ihrem Gift töten können
Warum Tausendfüßler sich nicht gegenseitig mit ihrem Gift töten können
Anonim

Chinesische Molekularbiologen haben herausgefunden, wie das Gift einer der Scolopendra-Arten ihre eigenen Nervenzellen beeinflusst. Wissenschaftler haben erklärt, warum ihre Bisse andere Tiere töten, ihren Verwandten jedoch nie erheblichen Schaden zufügen. Die Ergebnisse der Forscher wurden in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.

"Viele Tiere verwenden die gleichen Gifte für eine Vielzahl von Zwecken - zur Nahrungssuche, zum Schutz vor Raubtieren und zur Lösung von Konflikten mit Artgenossen., aber gleichzeitig töten sie ihre Opfer. Diese Entdeckung legt nahe, dass die Evolution von Gift, Tausendfüßlern und ihren Opfern miteinander verbunden sind. "- schreiben die Forscher.

In den letzten zehn Jahren haben Biochemiker und Biologen Gifte aus Meeres- und Landtieren verwendet, um eine Vielzahl von Medikamenten herzustellen. Zum Beispiel haben Biochemiker aus Frankreich Anfang des letzten Jahrzehnts ein starkes Schmerzmittel, Mambalgin, entwickelt, das auf dem Gift einer gefährlichen afrikanischen Schlange, der schwarzen Mamba, basiert und nicht süchtig macht.

Typischerweise enthält das Gift von Schlangen, Skorpionen, Spinnen und anderen giftigen Tieren viele Proteine und Signalmoleküle. Nachdem sie gebissen wurden, dringen sie in Rezeptoren oder Ionenkanäle auf der Oberfläche der Nervenzellen des Opfers ein und hindern sie daran, zu arbeiten. Dies führt in der Regel zu Lähmungen oder Krämpfen, die letztendlich zum Tod des Gebissenen führen.

Es ist interessant, dass, wenn einige giftige Tiere ihren Verwandten beißen, sie ihnen keinen Schaden zufügen oder auf andere Weise auf sie einwirken. Molekularbiologen unter der Leitung von Professor Ren Lai vom Zoologischen Institut der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben herausgefunden, warum eine solche Selektivität für das Gift der Scolopendra subspinipes charakteristisch ist. Diese großen Tausendfüßler kommen in Ostasien und Australien vor.

Gift mit doppeltem Verwendungszweck

Wie andere Mitglieder dieser Familie sind diese Wirbellosen aktive Raubtiere. Sie jagen Spinnen, Skorpione, Insekten, Schnecken und versuchen sogar, kleine Mäuse oder Eidechsen anzugreifen. Ebenso aggressiv verhalten sich diese Scolopendra gegenüber Artgenossen.

Lai und seine Kollegen verfolgten, wie sich das Gift auf die Nervenzellen und das Gewebe des Körpers von Scolopendra und anderen Wirbellosen auswirkt. Sie versuchten zu verstehen, auf welche Rezeptoren von Neuronen die Moleküle aus der Zusammensetzung des Giftes wirken. Es stellte sich heraus, dass Scolopendra-Toxine mehrere Arten von Ionenkanälen beeinflussen. Die Raubtiere selbst und ihre Beute haben einen anderen Satz dieser Kanäle.

Insbesondere wenn das Gift in den Körper der Scolopendra eindringt, blockiert es die Arbeit von Nervenzellen, deren Oberfläche mit Rezeptoren der Shal-Arten bedeckt ist. Als Wissenschaftler sie ausschalteten, war der Tausendfüßler etwa zehn Minuten lang gelähmt. Danach wurde die Arbeit der Shal-Kanäle wiederhergestellt, und als die Konzentration des Hauptwirkstoffs des Gifts, des SsTx-Proteins, auf ein bestimmtes kritisches Niveau sank, konnten sich die Scolopendra wieder bewegen.

Wenn das Gift in den Körper anderer Lebewesen eindrang, dann wirkte es auf einen anderen Ionenkanal, Shaker. Seine Blockade führt zur bereits dauerhaften Lähmung und zum Tod des Tausendfüßleropfers, insbesondere wenn es relativ klein ist.

Wie chinesische Biologen herausgefunden haben, waren die Unterschiede in der Wirkung von SsTx auf Tausendfüßler und andere Tiere darauf zurückzuführen, dass in einem ihrer Gene, das die Produktion steuert (dh "kodiert"), die Proteinkomponenten von Shaker, es gibt eine Punktmutation, die ihre Nervenzellen vor der Wirkung des Toxins schützt. Als Wissenschaftler diese Mutation aus der Tausendfüßler-DNA entfernten, verloren ihre Zellen sofort ihre Immunität gegen die Auswirkungen ihres eigenen Gifts.

Eine ähnliche, aber entgegengesetzte Mutation existiert in dem Gen, das den Shal-Rezeptor kodiert, dessen Analoga in den Zellen anderer Tiere durch das Gift der Scorlopendra nicht beeinflusst werden. Diese beiden einzigartigen Rezeptormerkmale ermöglichen es Scolopendra, "uns" von "Außenstehenden" zu unterscheiden und weniger Ressourcen auszugeben, indem sie dasselbe Gift sowohl für die Nahrungsmittelproduktion als auch für die intraspezifische Konkurrenz verwenden, schlussfolgern Wissenschaftler.

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