Китайские щитомордники чувствуют, сколько яда у них осталось, и в зависимости от этого выбирают защитную стратегию. Если ядовитые железы этих змей полны, они атакуют источник угрозы и пытаются его укусить, однако если яда осталось немного, стараются уползти. Как отмечается в статье для журнала Toxicon, ранее было известно, что запас яда влияет на охотничье поведение змей, но не на оборонительное.
Ядовитые змеи обладают ограниченным запасом яда. Истратив его, эти рептилии временно остаются безоружными и не могут охотиться до тех пор, пока их ядовитые железы не наполнятся вновь. Это заставляет змей расходовать яд экономно, регулируя дозу, впрыскиваемую в тело жертвы, в зависимости от обстоятельств, например, размера добычи и степени наполненности ядовитых желез. Если яда совсем мало или нет вовсе, эти рептилии могут на время отказаться от охоты.
Предполагается, что и при встречах с хищниками змеи выбирают защитную стратегию, ориентируясь на запасы яда: если его осталось много, они активно обороняются и наносят врагу укусы, а если мало, то спасаются бегством. Однако опытным путем данную гипотезу еще не проверяли. Связь между ядовитостью змей и их поведением перед лицом опасности описана лишь для тигровых ужей (Rhabdophis tigrinus). У представителей данного вида ядовитые зубы находятся глубоко во рту, так что они редко кусают врагов и вместо этого полагаются на выделения яда из желез на затылке, где скапливаются токсины, полученные от съеденных бесхвостых амфибий. В экспериментах ужи, которых кормили жабами, отвечали на угрозу характерной оборонительной позой, а их сородичи, получавшие корм, из которого нельзя извлечь яд, старались уползти.
Китайские зоологи во главе с Яном Лю (Yang Liu) из Биологического института в Чэнду решили подробнее изучить, как запас яда в ядовитых железах влияет на защитное поведение змей. Для этого они провели ряд экспериментов с китайскими щитомордниками (Deinagkistrodon acutus) — ядовитыми змеями, которые населяют Юго-Восточную Азию. Лю и его коллеги отобрали 23 молодые особи и разделили их на три группы. Со змеями из первой группы исследователи провели восемь тестов, каждый из которых длился по три дня. В течение первых двух дней у щитомордников раз в день выдаивали яд с помощью стандартной процедуры, а на третий день проверяли их реакцию на угрозу — в данном случае, на кусок силиконовой кожи, поднесенный к морде.
С особями из второй группы зоологи провели пять аналогичных тестов, после чего немного изменили дизайн эксперимента. Теперь между опорожнением ядовитых желез и проверкой реакции заложили четыре дня, в течение которых змеи могли восстановить запасы яда. Всего было проведено три таких дополнительных теста. Наконец, у особей из контрольной группы яд не забирали, а лишь имитировали его сбор в течение двух дней, а на третий оценивали реакцию на угрозу. Контрольная группа также прошла цикл из восьми трехдневных тестов.
Щитомордники из контрольной группы с нетронутыми запасами яда кусали кусок силиконовой кожи, который им предлагали исследователи, намного чаще, чем их сородичи из первой и второй групп (p=0,01 и p=0,021 соответственно). При этом змеи из группы с низким содержанием яда пытались уползти от угрозы чаще, чем особи, которым давали время на восстановление его запасов (p=0,028). Поведение щитомордников из контрольной группы на протяжении всех восьми тестов оставалось стабильным, в то время как особи из группы с низким содержанием яда к концу эксперимента стали чаще уползать от угрозы и немного реже кусаться (последнее изменение было статистически недостоверным, p=0,056). Наиболее интересные сдвиги поведения произошли в группе, членам которой на протяжении трех последних тестов позволяли пополнить запасы яда. После того как им стали давать дополнительные дни на синтез яда, они начали чаще кусаться в ответ на угрозу, чем во время пяти первых тестов (p=0,025).
По мнению авторов, полученные результаты подтверждают, что китайские щитомордники чувствуют, много ли яда у них осталось (и, учитывая, что регулярный сбор отрицательно влияет на концентрацию белков в яде, какого он качества), и в зависимости от этого атакуют врага или спасаются бегством. Благодаря столь гибкому поведению шансы этих змей пережить атаку хищника повышаются. Возможно, аналогичный механизм характерен и для других видов ядовитых змей.
Ранее мы рассказывали о том, как три группы плюющихся кобр независимо друг от друга приобрели яд, который причиняет намного более сильную боль, чем обычный яд кобр. Возможно, кобры научились плеваться ради защиты от древних людей: время появления этой адаптации у африканских и азиатских видов подозрительно совпадает с выходом наших предков в саванны и с колонизацией Азии человеком прямоходящим соответственно.
Сергей Коленов
Также по соотношению изотопов в панцирях можно отследить производство и переработку ядерного топлива
Панцири черепах хранят информацию о ядерных испытаниях и работах с ядерным топливом. К такому выводу пришли ученые, проанализировав соотношение 235U/238U и 236U/238U в кератине из щитков панциря зеленой черепахи с тихоокеанского атолла и двух сухопутных и двух пресноводных черепах из США. Оказалось, что у тех черепах, что жили рядом с местами испытания ядерного оружия, соотношение 235U/238U повышено, а у тех, что обитали недалеко от заводов по производству ядерного топлива, наоборот, понижено. При этом соотношение 236U/238U было повышено в обоих этих случаях. Как отмечается в статье для журнала PNAS Nexus, открытие поможет исследователям реконструировать историю загрязнения экосистем радиоактивными веществами. В 1940-1990 годах во многих регионах мира проводились испытания ядерного оружия (сейчас эту практику продолжает только КНДР). Как правило, их устраивали в отдаленной и малонаселенной местности. Например, советские военные обычно использовали для ядерных тестов полигоны в степях и арктической тундре, а их американские и французские коллеги предпочитали пустыни или тихоокеанские атоллы. Однако даже при таких условиях испытания ядерного оружия оказали серьезное негативное воздействие на людей и окружающую среду. Его масштаб до сих пор остается предметом исследований. Команда специалистов под руководством Сайлера Конрада (Cyler Conrad) из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории решила поискать свидетельства ядерных испытаний прошлого в телах черепах. Дело в том, что ареалы некоторых их видов пересекаются с местами проведения ядерных тестов. Таким образом, черепахи вполне могли оказаться в зоне радиоактивного загрязнения и накопить в тканях радиоактивные изотопы. Ранее ученые уже находили в костях этих рептилий значительные концентрации изотопов 137Cs и 90Sr, которые попадают в окружающую среду во время ядерных взрывов и аварий на атомных электростанциях. А Конрад с соавторами сосредоточили внимание на изотопных сигнатурах урана в роговых щитках черепашьих панцирей. Исследователи нашли в музейных коллекциях пять черепашьих щитков, которые были добыты в разных районах ядерных испытаний, а также в местах добычи урана и работ с ядерным топливом. Первым из них стал щиток зеленой черепахи (Chelonia mydas), который был найден в желудке тигровой акулы (Galeocerdo cuvier), пойманной у тихоокеанского атолла Эниветок в 1978 году. На момент гибели от зубов акулы этой особи было 10-20 лет, а ядерные испытания в данном районе закончились в 1958 году, так что, скорее всего, непосредственно она их не застала. Второй щиток принадлежал пустынному западному гоферу (Gopherus agassizii). Он был собран в 1959 на юго-западе Юты, примерно в 240 километрах от бывшего Невадского испытательного полигона, где в 1951-1962 годах тестировали ядерное оружие. Третий щиток, который авторы взяли для исследования, был собран у сонорского гофера (G. morafkai) в 1999 году на юго-западе Аризоны. В этой местности ядерные испытания не проводились, так что данный образец использовался в качестве контроля. Четвертый щиток принадлежал иероглифовой чепепахе (Pseudemys concinna). Его добыли в 1985 году на ядерном могильнике «Саванна-ривер» в Южной Каролине, где с 1950 до конца 1980 годов добывали уран, а также изготавливали и перерабатывали ядерное топливо. Наконец, пятый щиток был взят в 1962 году у восточной коробчатой черепахи (Terrapene carolina carolina) в резервации Ок-Ридж в штате Теннесси. В этом месте с 1940 года добывали уран и изготавливали ядерное топливо. Из всех пяти щитков Конрад с соавторами взяли небольшое количество кератина и оценили соотношение содержащихся в нем изотопов урана 235U/238U и 236U/238U. Лишь в щитке сонорского гофера соотношение 235U/238U оказалось неотличимым от естественного. В образцах из Южной Каролины и Теннесси оно было ниже нормы, а в образцах из Юты и с атолла Эниветок — выше нормы. У сонорского гофера не было выявлено следов изотопа 236U, что соответствует естественному состоянию (поскольку природных источников этого изотопа не существует). Зато у черепах из Южной Каролины, Теннесси и с атолла Эниветок было выявлено значительное количество изотопа 236U, так что соотношение 236U/238U значительно превышало норму. У образца из Юты соотношение 236U/238U было немного выше нормы. По мнению авторов, зеленая черепаха с атолла Эниветок подверглась радиоактивному загрязнению за год до гибели, когда на острове проводились работы по строительству саркофага. Вероятно, во время работ 235U и 236U попали в воду и песок, а оттуда — в тело рептилии, например, с водорослями, которые она поедала. Пустынный западный гофер из Юты жил достаточно далеко от места испытаний, однако, вероятно, попал под радиоактивные осадки. А сонорскому гоферу из Аризоны и вовсе удалось избежать столкновения последствиями ядерных испытаний. Что касается черепах из Южной Каролины и Теннесси, то они подверглись воздействию обедненного урана, который оказался в окружающей среде при производстве ядерного топлива. Интересно, что на щитке восточной коробчатой черепахи из Теннесси сохранилось семь слоев, соответствующих семи годам ее жизни, с 1955 по 1962 годы. Минимальное соотношение 235U/238U было выявлено в слое, который сформировался, пока рептилия еще накопилась в яйце. Таким образом, она, вероятно, получила радиоактивные изотопы от матери. Результаты исследования подтверждают, что черепахи способны накапливать антропогенные радиоактивные изотопы из окружающей среды в своих панцирях. При этом оценить соотношение разных изотопов урана можно даже по очень скромному количеству кератина. Авторы надеются. что данные, полученные из черепашьих панцирей, позволят точнее реконструировать историю загрязнения экосистем радиоактивными отходами. Из-за ядерных испытаний концентрация углерода-14 в атмосфере и тканях живых организмов в середине прошлого века резко выросла, а затем постепенно снижалась. Оценивая долю этого изотопа в контрабандных бивнях слонов, можно понять, когда они были убиты. Применив этот подход к партии слоновой кости, изъятой в Уганде в 2019 году, исследователи выяснили, что она была добыта в 1980 годах. С тех пор она хранилась в государственном хранилище Бурунди, откуда ее затем украли.