Некоторые виды скорпионов могут регулировать токсичность своего яда в зависимости от того, зачем он им нужен: для защиты или нападения. Это выяснили австралийские ученые, которые проверили токсичность яда скорпионов вида Liocheles waigiensis при адаптации к разным условиям в искусственных экосистемах. Статья опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Ядовитые хищники (например, скорпионы или змеи) пользуются ядом, в основном, для двух целей: защиты от хищников и ловли добычи. Для каждой из этих задач им необходимы разные компоненты яда: соответственно, для эффективного решения какой-либо из них животное может балансировать содержание этих компонентов. Например, при тесном соседстве с большим количеством неприятелей, «защитные» компоненты должны быть выражены сильнее, чем при нахождении в сравнительно безопасной для особи экосистеме. До сих пор, однако, не было ясно, умеют ли отдельные особи «адаптировать» токсичность своего яда для двух задач сразу.
Авторы новой работы проверили оптимизацию токсинов яда у скорпиона вида Liocheles waigiensis, обитающего на территории Австралии. Для этого ученые поместили скорпионов в искусственные экосистемы и разделили их на четыре группы. У представителей первой группы (15 особей) вызывали как защитную, так и нападающую реакцию: их кормили живыми сверчками, а в качестве неприятеля выпускали к ним мышь. Представителей второй группы (14 особей) кормили мертвыми сверчками, но при этом запускали к ним мышь, вызывая тем самым только защитную реакцию. Третья группа (также 14 особей) должна была охотиться на живых сверчков, но не защищалась от неприятелей. Наконец, в качестве контрольной группы (13 особей) ученые взяли скорпионов, которых просто кормили мертвыми сверками.
Эксперимент проходил в течение шести недель, после чего яд скорпионов взяли для анализа токсинов. Ученые выяснили, что состав яда тех скорпионов, которые защищались от неприятеля, значительно (p = 0,001) отличался от яда тех скорпионов, которым не нужно было защищаться. Подобного эффекта не нашли среди скорпионов, использовавших токсичные вещества своего яда исключительно для охоты.
Ученые пришли к выводу, что скорпионы, которые в течение длительного времени вынуждены защищаться от неприятеля, могут адаптировать под новую задачу свой яд, делая его более токсичным для эффективной защиты. Это, по словам ученым, первое экспериментальное доказательство активной оптимизации токсинов животными для их приспособления к новым условиям. Такую способность необходимо также изучать далее — на примере других ядовитых животных.
Яд — не единственное активное «оружие», свойства которого могут меняться в зависимости от задач. Например, пауки вида Nephila pilipes могут менять структуру своей паутины в зависимости от того, какую добычу они планируют поймать.
О самых ядовитых представителях животного мира читайте в нашем материале.
Елизавета Ивтушок
Эти эффекты зависели от пола
Американские исследователи выяснили, что прием каннабидиола беременными мышами связан с нарушениями термической болевой чувствительности, способности к решению задач и возбудимости префронтальной коры мозга у их потомства, причем эти эффекты зависят от пола. Отчет о работе опубликован в журнале Molecular Psychiatry. В странах, где препараты конопли разрешены для медицинского или рекреационного применения, некоторые беременные женщины принимают каннабидиол (второй по количеству каннабиноид после тетрагидроканнабинола) в чистом виде или в составе медицинской марихуаны для борьбы с тошнотой, считая, что это безопасно. При этом каннабидиол, не обладающий психоактивными свойствами, проникает через гематоплацентарный барьер и связывается с многими рецепторами, принимающими участие в развитии мозга, в том числе серотониновыми 5-HT1A, термочувствительными ваниллоидными TRPV1 и калиевыми каналами Kv7. Возможные последствия этого для потомства остаются малоизученными. Чтобы разобраться в этом вопросе, сотрудники из Университета Колорадо под руководством Эмили Энн Бейтс (Emily Anne Bates) вводили внутрижелудочно мышам с пятого дня беременности (примерно конец первого триместра) до родов 50 миллиграмм каннабидиола (высокая доза) в подсолнечном масле на килограмм массы тела ежедневно. Животные из контрольной группы получали только подсолнечное масло. На продолжительность беременности, набор массы тела в течение нее, размер и пол помета прием препарата не влиял. Он и его метаболиты полностью вывелись из плазмы мышат на восьмой день от рождения. Подошвенный тест на аппарате Харгиривза в возрасте 11 недель показал, что после внутриутробного воздействия каннабидиола у потомства мужского, но не женского пола значительно (p = 4,99 × 10-8) понижен порог термической болевой чувствительности. При нокауте гена TRPV1 он не изменялся, а значит, эффект связан именно с этими рецепторами. По данным тестов с темно-светлой камерой и различными лабиринтами, прием каннабидиола во время беременности не влиял на уровень тревожности, компульсивность и пространственную память потомства. В экспериментах с клетками-головоломками выяснилось, что после такого воздействия самки, но не самцы медленнее (p = 0,02) справляются с решением задач, что, вероятно, связано с гиперактивацией 5-HT1A-рецепторов. Электрофизиологическое исследование в возрасте 14–21 дня показало, что у таких самок повышен (p = 0,00007) порог запуска потенциала действия (то есть снижена возбудимость) Kv7-положительных пирамидных нейронов слоя 2/3 префронтальной коры, отвечающей за обучение и исполнительные функции. Плотность, размеры и морфология дендритных шипиков этих клеток затронуты не были, однако амплитуда возбуждающих потенциалов, вызванных активацией глутаматных AMPA-рецепторов, оказалась существенно снижена (p = 0,0009). У самцов подобных изменений не наблюдалось. Полученные данные свидетельствуют о том, что ежедневный прием высоких доз каннабидиола на протяжении последних двух триместров беременности мышами вызывает изменения физиологии нейронов и развития нервной системы у потомства, что в дальнейшем проявляется сенсорными и поведенческими расстройствами, причем эти эффекты зависят от пола животных. Авторы работы намерены уточнить, как на них влияют доза препарата и его прием в отдельные периоды беременности. В 2022 году канадские исследователи сообщили, что около двух процентов их беременных соотечественниц употребляют марихуану, причем это коррелирует с повышенным риском преждевременных родов, низкой массы ребенка при рождении, недостаточным или избыточным весом для гестационного возраста, любых врожденных аномалий, кесарева сечения и гестационного диабета.