Jedovatost chřestýšů se v evoluci rychle měnila

4. říjen 2016
Chřestýš lesní

Před několika miliony let měl předek chřestýšů víceúčelový jedový arsenál. Uměl produkovat toxiny, které otráví krev, svaly i nervy. Složení jedu dnešních chřestýšů se různí, jeho účinek je mnohdy slabší.

Hadí neurotoxin vědci poprvé datují do období před 22 miliony let, kdy žil společný předek chřestýšů s ostatními hady. První chřestýši žili na planetě asi před 12-14 miliony let.

Ze 12 stávajících druhů chřestýšů, čtyři jed nemají, což zřejmě souvisí s druhem kořisti, na kterou přešli.

Například chřestýš mohavský, který žije hlavně v Mexiku a na americkém jihozápadě, před čtyřmi miliony let ztratil gen pro toxin poškozující svaly, severoamerickým chřestýšům posledních šest milionů let chybí gen pro nervový jed.

Mizení genů

Američtí autoři studie doložili, že každá větev chřestýšů během vývoje postupně ztratila oproti společnému předku dva až čtyři kompletní geny, které jsou potřebné ke tvorbě jedu.

Tyto geny kódují fosfolipázy, toxiny bílkovinné povahy, které se spolu s mastnými kyselinami běžně vyskytují na membráně našich buněk. Při hadím uštknutí si ale s jejich větší dávkou organismus poradit nedokáže.

K ničivému účinku hadího jedu přispívá ještě další toxin peptidové povahy, zvaný melitin, který známe i od jiného hmyzu. Chemicky se složení hadího jedu podobá jedu hmyzu: „Když nás štípne vosa, je to ten samý jed,” připomíná molekulární genetik Jan Pačes.

Evoluční experiment

Z pohledu evoluční biologie jsou hadi poměrně mladou skupinou živočichů. To, že ztrátu genů, které jed kódují, stihli chřestýši za pár milionů let, považují vědci za unikátní.

Chřestýš (Crotalus polystictus)

Studii zveřejněnou v časopise Current Biology proto mimořádně oceňují, může se podle nich dostat do učebnic. „Evoluce se studuje poměrně špatně, srovnat dnešní a dřívější stav není triviální záležitost, nemůžeme to doložit pokusy,” vysvětluje Jan Pačes. Za zmínku stojí také skutečnost, že jed neškodí hadům samotným.

Úklid v genomu

V evoluci se stává, že některé geny už nepotřebujeme. V případě chřestýšů jde ale zřejmě o cílený „úklid.” v genomu: „Kousek vystřihli a vyčistili celou oblast, aby velmi efektivně dělala věci, které potřebují,“ doplňuje molekulární biolog.

Studie otevřela také diskusi genetiků o vzájemné příbuznosti hadů. Vědci můžou zjistit, jak se vyvíjelo složení jedu třeba u zmijí. Zatímco některé druhy chřestýšů jed úplně pozbyly, ve světě žijí některé jedovaté užovky, nikoliv však na našem území.