Специалисты Института молекулярной бионауки Квинслендского университета (Австралия) провели масштабную работу, в ходе которой выяснили происхождение защитных механизмов у ряда видов ос и амфибий. Ведущий автор исследования доктор Сэм Робинсон пояснил, что объектом изучения стал пептид, известный у позвоночных как брадикинин. Это вещество играет важную роль в регуляции воспалительных процессов и передаче болевых сигналов. Долгое время считалось, что похожие соединения в яде насекомых и слизи лягушек являются лишь вариациями пептида позвоночных.
Однако результаты генетического анализа показали иную картину. Выяснилось, что брадикининподобные токсины у ос и лягушек происходят из семейств генов, отвечающих за выработку ядов, а не из гена кининогена, который производит брадикинин у млекопитающих, птиц и рыб. Это означает, что животные, не имеющие близкого родства, развили схожие молекулы независимо друг от друга. По словам ученых, такие молекулы являются эволюционными двойниками: они выглядят и действуют одинаково, но возникли в результате разных генетических процессов.
Эксперименты подтвердили, что пептиды в яде ос сильно активируют рецепторы брадикинина у млекопитающих и птиц, вызывая болевую реакцию. Лягушки, в свою очередь, используют схожую стратегию. Вещества в их коже имитируют брадикинин, адаптируясь под рецепторы конкретных хищников — млекопитающих, птиц или рыб. Примечательно, что рецепторы самих лягушек не реагируют на эти имитаторы, что подтверждает защитную, а не внутреннюю функцию этих пептидов.
Доктор Робинсон отметил, что исследование демонстрирует высокую степень предсказуемости эволюционного процесса. Конвергентная эволюция, при которой разные виды обретают сходные черты, играет в природе более важную роль, чем считалось ранее. Способность природы приходить к одним и тем же решениям разными путями открывает перспективы для практического применения этих знаний. В сельском хозяйстве это может помочь в создании средств борьбы с вредителями, а в медицине — в прогнозировании того, как бактерии или вирусы будут вырабатывать устойчивость к лекарствам. Полный отчет о работе опубликован в научном журнале Science.
Ранее Наука Mail рассказывала, что глобальное потепление грозит нашествием насекомых.
