Analizele chimice au dezvăluit că o schimbare „extremă” a dietei cu milioane de ani în urmă a ajutat un grup de șerpi să își păstreze sistemul de apărare chimică unic.

Șerpii Rabdophis, care se găsesc în mod obișnuit în estul Asiei, dobândesc toxine defensive de la prada lor – mai degrabă decât să le producă ei înșiși – iar acestea îi fac neplăcuți pentru prădători. Cu toate acestea, un grup de specii de Rhabdophis originare din sudul Chinei și-a schimbat dieta, trecând de la broaște otrăvitoare la viermi de pământ inofensivi. În ciuda acestui fapt, șerpii par să aibă în continuare aceeași clasă de toxină defensivă pe care rudele lor o derivă de la amfibieni. Analizele chimice au arătat că șerpii se aprovizionează acum de la singurul alt organism cunoscut care produce compuși bufadienolide – licuricii.

Descoperirea a fost făcută de o echipă internațională de oameni de știință condusă de Akira Mori, de la Universitatea Kyoto, care studiază șerpii de peste 20 de ani. Cercetările lui Mori au scos la iveală faptul că majoritatea speciilor de Rhabdophis au structuri numite glande nucale în care stochează toxinele obținute de la prada lor.

‘Akira a fost cel care a venit cu ipoteza că poate șerpii nu produc toxina, ci de fapt consumă broaște și stochează sau sechestrează aceste toxine’, spune Al Savitsky, colaboratorul pe termen lung al lui Mori.

Savitsky, care locuiește la Universitatea de Stat din Utah, SUA, explică faptul că atunci când echipa a început să exploreze relațiile evolutive dintre diferitele specii de Rhabdophis, a dat peste un paradox neașteptat. ‘Am stabilit că există un grup din vestul Chinei care și-a schimbat hrana primară de la viermi de pământ și, cu toate acestea, au rămas toxice cu aceeași clasă generală de toxine – bufadienolidele’, spune el.

Această descoperire a declanșat o căutare a sursei toxinelor. Echipa a analizat glanda nucală și conținutul stomacal al șerpilor sălbatici, precum și comportamentul șerpilor captivi față de diferite tipuri de hrană.

Stereochimia compușilor bufadienolidei a oferit indiciul crucial al puzzle-ului, spune Savitsky. Bufadienolidele sunt o clasă de steroizi care perturbă funcția celulelor musculare cardiace. În timp ce coloana vertebrală steroidică a bufadienolidelor produse de broaște prezintă doar inelele A și B fuzionate cis, compușii de licurici conțin și structuri fuzionate trans. Poziția grupărilor acetil a confirmat, de asemenea, faptul că toxinele stocate de Rhabdophis sălbatic trebuie să provină de la licurici. Acest lucru a fost susținut de prezența larvelor de licurici în stomacul șerpilor.

Se știe că șerpii folosesc indicii chimiosenzoriale atunci când selectează prada. Având în vedere disimilitudinea dintre broaște și licurici, echipa sugerează că Rhabdophis care mănâncă viermi trebuie să fi căutat în mod activ o nouă sursă de bufadienolide pentru a-și menține apărarea atunci când a avut loc scindarea evolutivă în urmă cu aproximativ 13 milioane de ani. Pentru a testa acest lucru, ei au efectuat teste de preferințe chimice, prezentând șerpilor eșantioane de compuși asociați cu diferite animale de pradă și au analizat răspunsul șerpilor folosind o măsurătoare numită „scorul de atac prin apăsarea limbii”.

„Când șerpii scot limba, ei captează molecule volatile care apoi sunt livrate organelor vomeronazale, iar aceste organe vomeronazale răspund în mod preferențial la anumite clase de compuși care sunt asociate cu prada”, spune Savitsky. Prin numărarea numărului de ori în care șerpii au scos limba sau au atacat bețișoare de bumbac cu miros de pradă, cercetătorii au dedus preferințele alimentare ale diferitelor specii de Rhabdophis. Acest lucru a evidențiat din nou predilecția mâncătorilor de viermi pentru larvele de licurici.

Rezultatele „dezvăluie un exemplu extraordinar de apărare chimică convergentă”, notează Steve Mackessy, expert în venin de șarpe cu sediul la Universitatea din Colorado de Nord. ‘Ceea ce face ca acest studiu să fie unic este faptul că, în ciuda acestei schimbări majore a regimului alimentar, apărarea cu toxine sechestrate este menținută, dar de data aceasta prin intermediul unei alte surse de pradă, insectele lampyrid’, spune el. Mackessy adaugă că combinația de analize chimice, dietetice și comportamentale oferă ‘un exemplu bine documentat de schimbare alimentară extremă, păstrând în același timp un sistem de apărare chimică ancestrală’.

.