Hvornår udvikles resistens over for toksiner hos dyr?

Dør en slange, når den bider sig i læben? Hvorfor vil en mangust overleve en skorpions stik, men vi mennesker omkommer? Disse spørgsmål optog toksin-entusiaster og kandidatstuderende i biologi Jory van Thiel og Roel Wouters. De indsamlede oplysninger fra mange kilder og offentliggjorde deres resultater i Biological Reviews .

"Nogle dyr har genetiske tilpasninger, som gør dem i stand til at håndtere super farlige toksiner. De kan spise giftige dyr eller overleve efter at være blevet bidt eller stukket," siger Van Thiel. "Men det var slående, hvor ofte disse genetiske tilpasninger var nøjagtig de samme i ikke-relaterede dyregrupper. Dette kaldes konvergent evolution, og vi undersøgte dette for alle slags toksiner og dyrearter."

Alle former for toksinresistens i én model

Publikationen er en anmeldelse, et stort resumé af forskning og teorier. "Den ekstraordinære del af vores arbejde er, at der aldrig har været overblik for alle giftige dyr," fastslår Wouters. For at opnå denne bedrift bad de om hjælp og meninger fra anerkendte videnskabsmænd på toksinområdet, såsom deres vejleder Michael Richardson, Nick Casewell og Hollands bedst kendte biolog, Freek Vonk.

Balance mellem modstand og en fungerende krop

Van Thiel og Wouters foreslår flere hypoteser om, hvordan konvergent evolution opstod. Begrebet funktionelle begrænsninger viste sig at være væsentligt. Det betyder, at modstand mod giftstofferne ikke må ske på bekostning af processer i din krop, såsom blodcirkulationssystemet eller styring af nervesystemet.

Van Thiel forklarer:"Receptorer binder signalsendere, og styrer på den måde biologiske processer. Det gør det muligt at trække vores muskler sammen. Toksiner er ligesom disse transmittere og binder sig også til disse receptorer, men blokerer den biologiske proces. Således det lammer musklerne Modstand opstår, når receptor-DNA ændrer sig, hvilket ændrer receptorens form og gør det umuligt for toksiner at binde sig. Men princippet om funktionelle begrænsninger bliver da vigtigt, da deres evne til at transportere signalsendere bør fortsætte at fungere."

Wouters tilføjer:"Man kan ikke ændre receptoren i det uendelige. Kun små justeringer virker, uden at receptoren mister sin rette funktion, og så ser man disse ændringer ske på samme måde alle slags dyregrupper, fra pattedyr til krybdyr og insekter. Især hvis de sameksisterer med giftige dyr i millioner af år, og hvis der er en chance for, at de bliver fanget. Det besvarer spørgsmålet om, hvorfor en mangust kan overleve en skorpions stik, men mennesker kan ikke."

Immun for dine egne toksiner

Derudover gennemgik eleverne mange andre teorier relateret til konvergent evolution. De diskuterer også auto-resistens - at være modstandsdygtig over for din egen gift. De antager, at autoresistens gjorde det muligt for dyr at blive mere og mere giftige eller giftige. "Oprindelsen af ​​deres gift ligger ofte i en anden kilde. Et eksempel på det er Pitohui-fuglen fra Papua Ny Guinea," siger Wouters. "Fuglen er giftig, fordi den spiser giftige biller, men den er modstandsdygtig. Derfor kan den akkumulere højere niveauer af giftstoffer i deres krop og bliver til sidst selv giftig. Eksempler som dette ser du overalt i dyreriget."

Det næste projekt

Vil herrerne slappe af efter deres anden vellykkede udgivelse? "Ikke rigtig," Van Thiel trækker på skuldrene. "Jeg er nu i praktik i Liverpool hos en af ​​de største slangegiftgrupper, og ser på toksinvariation. Roel undersøger slangers personlighed på IBL i samarbejde med Serpo Zoo. Og vi ser på de indirekte effekter af slangegift hos en øjenlæge. Så hvis en slange bider din fod, hvad sker der så i dit øje? Mere information om det følger snart."