Укусы кольчатых червяг оказались ядовитыми

Кольчатые червяги — безногие амфибии, ведущие подземный образ жизни — оказались обладателями ядовитых зубов. Изучив анатомию этого вида, исследователи обнаружили на обеих челюстях ядовитые железы, открывающиеся у основания зубов. Сходные структуры были выявлены и у других видов червяг. Как отмечают авторы в статье для журнала iScience, эта особенность может быть адаптацией безногих амфибий к охоте на беспозвоночных и мелких позвоночных. Возможно, она появилась еще на первых этапах эволюции группы, более двухсот миллионов лет назад.

В процессе эволюции многие амфибии обзавелись кожными железами, которые вырабатывают яд. У ряда видов лягушек и тритонов он настолько силен, что легко может убить человека. Однако это мощное оружие предназначено не для охоты, как, например, у змей, а для защиты от хищников. За исключением двух видов квакш, у амфибий даже нет специальных структур для впрыскивания яда в тело нападающего.

Некоторые безногие амфибии (Gymnophiona), которые напоминают дождевых червей и ведут подземный или водный образ жизни в тропических регионах мира, также могут вырабатывать защитные яды. К сожалению, об этом аспекте их биологии, как и о многих других, известно немногое. Все дело в исключительной скрытности этих существ: чтобы найти хотя бы одну особь, требуется потратить от четырех до двадцати часов.

Команда герпетологов во главе с Карлосом Жаредом (Carlos Jared) из бразильского Института Бутантан решила тщательнее изучить анатомию одного из видов безногих амфибий — кольчатой червяги (Siphonops annulatus), которая обитает в Южной Америке. В первую очередь их интересовало строение ротовой полости.

Удалив часть кожи с головы червяги, исследователи обнаружили на обеих челюстях ряды желез с длинными протоками. На верхней челюсти этого вида расположены два ряда зубов, и железы выходили у основания внешнего ряда. На нижней челюсти всего один ряд зубов, и протоки желез открывались как у его основания, так и внутри полостей, в которые входят внешние зубы верхней челюсти, когда рот амфибии закрыт.

Тело каждой железы состояло из двух типов клеток. Более многочисленные содержали слизь, а менее многочисленные — высокие концентрации белков. Оба типа клеток мало напоминали железистые клетки, расположенные в коже червяг. Исследовав недавно вылупившихся особей S. annulatus, авторы пришли к выводу, что железы образуются из зубной пластинки, которая также дает начало зубам. Такое же эмбриологическое происхождение имеют ядовитые железы ящериц и змей.

Биохимический анализ показал, что секрет челюстных желез червяг содержит ферменты, которые способны разрушать фосфолипиды и ряд белков, включая казеины и фибриногены. Это навело авторов на мысль, что он представляет собой яд. Данная идея нашла подтверждение в ходе экспериментов с кормлением S. annulatus в неволе. Перед тем, как амфибия открывала рот, чтобы атаковать добычу, например, новорожденного мышонка, ее зубы покрывались секретом челюстных желез. Канавка на верхней губе, вероятно, помогала равномерно распределять секрет по зубам. Впрочем, никаких бороздок или щелей для выведения яда на самих зубах обнаружено не было.

Изучив еще несколько видов безногих амфибий, исследователи обнаружили сходные железы у большинства из них, включая представителей семейства хвостатых червяг (Rhinatrematidae), которые, как считается, сохранили наибольшее число примитивных черт. Лишь у ведущих водный образ жизни червяг Typhlonectes compressicauda отсутствовали железы в верхней челюсти.

По мнению авторов, ядовитые железы могут быть адаптацией к подземному образу жизни, которая позволяет безногим амфибиям охотиться на беспозвоночных и мелких позвоночных и переваривать добычу. Учитывая распространенность этой особенности среди современных червяг, они предполагают, что ядовитым укусом обладали уже самые ранние представители группы, жившие двести-триста миллионов лет назад. Это значит, что они были одними из первых наземных позвоночных, которые использовали яд для охоты. У змей, ящериц и некоторых млекопитающих эта черта развилась независимо и намного позже.

В ходе будущих исследований исследователи намерены подробнее изучить состав яда червяг и выяснить, как именно он воздействует на их жертв. Кроме того, им предстоит выяснить, опасен ли он для человека.

Несколько лет назад калифорнийские палеонтологи описали древнейшего предка червяг. Мелкая амфибия Chinlestegophis jenkinsi еще не утратила конечности, но уже предпочитала жить в норах. Изучив ее строение, исследователи пришли к выводу, что червяги, по-видимому, приходятся родственниками древней группе стереоспондильных амфибий, от которой они отделились около трехсот миллионов лет назад.

Сергей Коленов