Вышли сразу две интересных научных статьи, посвященные гремучим змеям (подсемейство ямкоголовые, лат. Crotalinae). Первое исследование, которое выполнили ученые из Университета Висконсин-Мэдисон и Техасского университета в Кингсвилле (США), под руководством профессора Шона Кэрролла (Sean B. Carroll), посвящено тому, как разные виды североамериканских гремучих змей лишались способности вырабатывать определенные яды. Статью об этом, вышедшую в журнале Current Biology, пересказывает сайт Science Daily.
Авторы второго исследования — Дэвид Пфенниг (David Pfennig) и его коллеги из университета Северной Каролины в Чапел-Хилл. Они задались вопросом: что появилось у гремучих змей раньше — привычка трясти хвостом или собственно расположенная на нем погремушка (которая состоит из видоизмененных чешуек)? Статья об этом опубликована в журнале The American Naturalist, краткий ее пересказ сделал сайт New Scientist.
Такие виды, как техасский гремучник (Crotalus atrox) и ромбический гремучник (Crotalus adamanteus), вырабатывают в своем организме только яды, поражающие мышцы и кровеносные сосуды жертвы. В то же время, яд мохавского ромбического гремучника (Crotalus scutulatus) имеет как раз нейротоксическое действие. Как же так произошло?
На основании генетического анализа ученые выяснили, что общий предок всех гремучих змей имел полный набор ядов, выработка которых кодировалась семью генами. Например, ген, кодирующий синтез нейротоксина, появились 22 млн лет назад, а первые гремучие змеи — только 12-14 млн лет. Однако затем разные виды подсемейства Crotalinae лишались разных «ядовитых» генов: к сегодняшнему дню, каждый из видов бесследно потерял от двух до четырех, что и привело к их способности вырабатывать яды разных типов.
Столь быстрая и окончательная потеря генов — редкое у позвоночных явление, и авторы статьи, конечно захотели выяснить, как так произошло. Оказалось, что причиной стали соседствовавшие с утраченными генами транспозоны — участки ДНК, которые обычно не несут значимой генетической информации, но могут перемещаться по геному, прихватывая с собой соседние гены, что приводит к мутации либо полному исчезновению последних.Разобраться в столь сложном, но интересном механизме американским ученым помогли самые современные методы анализа ДНК.
«Сейчас есть так много возможностей понять, что происходит [в ДНК] и распространить это понимание на эволюцию не только змей, но и других животных, задав вопрос: “Как же в целом работает геном?”», — сказал постдок Ной Дауэлл (Noah Dowell), один из соавторов исследования.
Теперь обратимся к хвостам. Ученые поставили на 56 видах ядовитых и неядовитых змей простой эксперимент: помахали у них перед носом искусственной крысой, прикрепленной к палке. Оказалось, что чем ближе змея стоит на эволюционном древе к гремучим, тем больше она склонна, атакуя жертву, трясти хвостом.
Можно сделать вывод, что погремушка у представителей подсемейства Crotalinae появилась уже после того, как они привыкли трясти во время охоты хвостом. Но как она возникла? По словам Пфеннига, есть две возможности: либо погремушка развилась когда-то из не до конца сброшенной с хвоста во время линьки кожи, либо чешуйки на хвосте огрубели и стали греметь от сильного трения об землю. Какая из этих версий правильная, ученые пока затрудняются сказать.
