Snakes swap toxic toads for fireflies but retain unique chemical defense
Rhadophis nuchalis、捕食者から身を守る珍しい方法を見つけたヘビ
化学的分析により、数百万年前の「極度の」食物シフトが、ヘビのグループが独自の化学防御システムを保つことに役立ったことが判明しました。
東アジアで一般的に見られるラブドフィス (Rhabdophis) ヘビは、自分自身で防御毒を作るのではなく、獲物から防御毒を獲得し、捕食者の味気ないものにします。 しかし、中国南部に生息するラブドフィスの1つのグループは、毒ガエルから無害なミミズに食性をシフトしています。 にもかかわらず、このヘビは、その近縁種が両生類から得ているのと同じクラスの防御毒を持っているようだ。 この発見は、20年以上にわたってヘビを研究してきた京都大学の森章教授が率いる国際研究チームによってなされました。 森氏の研究により、ほとんどのラブドフィスの種には、獲物から得た毒素を貯蔵するためのヌクレオチド腺と呼ばれる構造があることが明らかになりました。
米国ユタ州立大学を拠点とするサヴィツキーは、チームが異なるラブドフィスの種間の進化的関係を探り始めたとき、予想外のパラドックスに遭遇したと説明しています。 我々は、中国西部に、主食がミミズに変わったグループがあることを突き止めましたが、彼らは同じ一般的な毒素のクラスであるブファジエノライドで毒性を保っています」と、彼は言います。
有毒なガマからホタルを避けたラブドフィス種で見つかった主なブファジエノライド
この発見は、毒性の源を探すのに火をつけました。 研究チームは、野生のヘビの胸腺と胃の内容物を分析し、また、飼育されているヘビが異なる種類の食物に対する行動を分析しました。
ブファジエノライド化合物の立体化学が、パズルの重要な手がかりになったと、サヴィツキー氏は言います。 ブファジエノライドは、心筋細胞の機能を破壊するステロイドの一種である。 ヒキガエルが生産するブファジエノライドのステロイド骨格は、A環とB環がシス融合しているだけですが、ホタルの化合物はトランス融合した構造も持っているのです。 また、アセチル基の位置から、野生のラブドフィスが蓄えた毒素はホタルに由来するものであることが確認された。 これは、ヘビの胃の中にホタルの幼虫がいたことからも裏付けられました。
ヘビは獲物を選ぶ際に化学感覚を手がかりにすることが知られています。 研究チームは、ヒキガエルとホタルの異質性を考慮し、ミミズを食べるラブドフィスは、約1300万年前に進化の分岐が起こったとき、防衛力を維持するためにブファジエノライドの新しい供給源を積極的に探したに違いないと考えています。 これを検証するために、研究チームは、異なる獲物動物に関連する化合物のサンプルをヘビに提示し、「舌打ち攻撃スコア」と呼ばれる測定法を用いてヘビの反応を分析し、化学物質嗜好性テストを行いました。
「ヘビが舌を出すと、揮発性分子がピックアップされて、鋤鼻器官に送られますが、鋤鼻器官は獲物に関連したある種の化合物に優先的に反応します」とサヴィスキー教授は述べています。 研究者たちは、ヘビが舌を出した回数や、獲物の匂いのついた綿棒を攻撃した回数を数えることで、ラブドフィスのさまざまな種類の食餌嗜好を推定したのである。 8281>
この結果は、「化学的防御の収束の驚くべき例を明らかにした」と、北コロラド大学を拠点とするヘビ毒の専門家であるSteve Mackessy氏は指摘しています。 この研究がユニークなのは、食餌が大きく変化したにもかかわらず、隔離された毒素の防御が維持されていることであり、今回は別の餌であるランピリド昆虫を経由していることです」と彼は言う。 Mackessyは、化学的、食餌および行動分析を組み合わせることで、「祖先の化学的防御システムを保持しながら、極端な食餌シフトを行った、十分に文書化された例」を提供すると付け加えている
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