Несмотря на свою репутацию живых ископаемых, скорпионы остаются эволюционно проворными – особенно в разработке яда, чтобы отразить появление хищников-млекопитающих. Новый генетический анализ токсинов скорпионов показывает недавние эволюционные шаги и может стать благом для ученых, изучающих пользу яда скорпионов для здоровья человека. Исследование опубликовано в журнале Systematic Biology.
Международная группа исследователей под руководством биологов Университета Висконсин-Мэдисон собрала самое крупное эволюционное древо скорпионов, показав семь независимых случаев, когда эти характерные восьминогие существа вырабатывали ядовитые соединения, токсичные для млекопитающих.
“Последние значительные изменения в форме их тела, их морфологии, произошли около 430 миллионов лет назад, когда они покинули воду и перебрались на сушу, — рассказывает Карлос Сантибаньес-Лопес, бывший постдокторант UW-Madison и ведущий автор нового исследования. – Но теперь мы знаем, что они эволюционировали очень важными способами гораздо позже”.
С помощью коллег по всему миру Сантибаньес-Лопес собрал образцы 100 видов скорпионов и извлек образцы РНК – полоски инструкций, транскрибированных из ДНК, которые указывают клеткам, какие белки (например, яд) производить. Собирая РНК вскоре после того, как скорпионы убивали насекомое, Сантибаньес-Лопес смог сосредоточиться на генах, активно вырабатывающих токсины, пока скорпион пополнял запасы яда.
Построив генеалогическое дерево на основе различий в яде, исследователи увидели, что хотя скорпионы разделились на два основных семейства около 300 миллионов лет назад – Buthidae и Iuridae, что привело к появлению 22 семейств современных скорпионов – это разделение произошло задолго до того, как у скорпионов появились ядовитые токсины, направленные на млекопитающих. И на, то есть веская причина: млекопитающих тогда еще не было.
Ближе к 70 миллионам лет назад, на заре эры млекопитающих, кайнозойской эры, новые животные, такие как землеройки, а затем летучие мыши, грызуны, мангусты и барсуки, должны были почувствовать вкус к скорпионам. Но у скорпионов было несколько хитростей с их изогнутыми хвостами.
“Мы обнаружили, что когда эти ядовитые скорпионы расходятся со своими родственниками, это коррелирует с появлением млекопитающих, которые охотятся на них, — поясняет Сантибаньес-Лопес, ныне профессор Государственного университета Западного Коннектикута. – Это говорит о том, что, когда появились млекопитающие, которые питаются скорпионами, они начали разрабатывать это оружие, чтобы защитить себя”.
