蟾蜍毒素的耐药性可自行进化
有时候进化只是因为别无选择。爬行动物对蟾蜍毒素耐药的进化已经经历了四个不同的时期,且每次他们只做了相同的生物化学的改变。
更甚的是,很多的动物表现出类似的对这些毒素的适应性,到目前为止我们得到的最广泛的解释为所谓的时间趋同进化。
结果表明,毒素和耐药性之间的进化事实上只在一个很小的领域–有时这些可以帮助自然资源保护者保护本土物种阻止有毒的生物入侵。
许多种类的蟾蜍通过分泌被称为强心甙的神经毒素威慑捕食者。他们就像分子的软木塞,塞在神经细胞膜钠离子通道中,促使心脏衰竭。
一些植物,包括乳草属植物,产生类似的化合物,保护他们不被吃掉。然而,此对策并不是总有效,因为一些食肉动物已经进化产生了防御系统。
基因改变
尼古拉斯凯斯韦尔,英国利物浦热带医学学院的进化生物学家,他和他的同事们发现了三组蛇和一组的蜥蜴已经进化出了蟾蜍毒素的耐药性。
在所有这些动物中,只是钠通道的基因编码改变,且每次只改变2个相同的氨基酸。其结果是,毒素不再阻塞钠离子通道。
然后,研究小组又观察了已知的对强心苷有耐药性的其他昆虫、两栖动物和哺乳动物。他们发现尽管氨基酸的改变比较轻微,但在每种动物的钠通道中都有类似的变化。
一些可能发生的进化现象惊人的一致,因为钠离子通道在细胞中发挥了重要作用。凯斯韦尔说:“一个基因修改自身产生耐药性而不损害功能的选择很少”。“这表明,在这个系统中,进化是可以精确预测的。”
涉及动物的广度
类似分子的变化已经在昆虫对农药、蛇对其他两栖类动物的毒素产生耐药性的过程中看到。然而,最近的成果是在动物涉及的范围和他们适应性的相似之处,这是之前未发现的。
夏洛茨维尔的弗吉尼亚大学的进化生物学家埃德蒙布罗迪III说:“在此过程中不仅动物涉及的广度是令人激动的,与此相关的结构不同但类似的化合物也令人激动。”
蟾蜍入侵–澳大利亚众所周知的问题–也是全球日益严重的问题,威胁了生物的多样性,如印度尼西亚和马达加斯加。凯斯韦尔说,因为所有动物对蟾蜍毒素的耐药是相同的分子,自然资源保护学家也许可以不用做致命的饲养试验而预测本土物种遭受这些入侵者入侵的风险。
本文由中国实验动物信息网编译,欢迎转载,转载请注明出处,谢谢!
原文链接:https://www.newscientist.com/article/dn28138-resistance-to-toad-toxin-shows-evolution-can-repeat-itself/
编辑信箱
欢迎您推荐或发布各类关于实验动物行业资讯、研究进展、前沿技术、学术热点、产品宣传与产业资源推广、产业分析内容以及相关评论、专题、采访、约稿等。
我要分享 >热点资讯
- 年
- 月
- 周