普通のマムシの毒の変異について探ったよ
研究によると、色付きのヤマカガシの毒に違いがあることがわかった。
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毒蛇は、いろんな動物で何回も独立して進化してきたんだ。主に狩り、防御、同じ種の間での競争に役立ってる。特にヘビは、捕食のために毒を進化させてきた。でも、いくつかの研究では、ヘビの毒は防御手段としても変わることがあるって言われてる。ヘビの毒は、たいていタンパク質やペプチドで構成された複雑な物質の混合物なんだ。
最初は、ヘビの毒は安定していて、同じ種や近縁種で似てると思われてた。でも、新しい研究によると、そうとは限らないみたい。毒の成分は、異なる種間や同じ種の個体間でも大きく変わることがあるんだ。例えば、毒の成分はヘビの性別、成長段階、見つかる場所によっても違うことがある。この毒の変化が、ヘビの咬傷治療を難しくすることがあって、もし毒の効果が個々のヘビで変わったら、治療選択肢にも影響するよ。
ヨーロッパでは、普通のアダ―(毒蛇の一種)が一番広がってる。こいつの正確な分類はまだ議論中で、いくつかの亜種がいるんだ。成体の普通のアダ―はだいたい50から70 cmくらいの長さ。若いアダ―は小さな両生類や爬虫類を食べるけど、成体は鳥や哺乳類も捕食することがある。普通のアダ―のユニークな特徴は、色や模様のバリエーションが豊富なこと。一般的に、オスは淡いグレーで、メスはだいたい茶色。背中にはダークなジグザグ模様がよく見られる。
面白いことに、これらのヘビの色の変化は生態的な影響も持つことがある。例えば、いくつかの集団にはメラニスティック(黒い)アダ―が多いけど、捕食者には見つけられやすい場合がある。でも、メラニスティックでいることは、熱の吸収において利点をもたらすかもしれなくて、特定の環境では早く成熟して全体的なフィットネスが良くなることもあるんだ。
普通のアダ―の毒とその変化
普通のアダ―の咬傷は、めったに致命的じゃない。でも、種が広く分布してるから、咬傷の数はかなり多い。普通のアダ―は臨床の場で最も重要な毒蛇の一つと考えられてる。普通のアダ―の毒の成分は研究されてきて、特定のタイプのタンパク質が支配する典型的なプロファイルが明らかになった。たとえこのプロファイルが安定しているように見えても、最近の発見では、毒の成分が異なる要因、特にヘビの地理的起源によっても変わることが示唆されている。
民間伝承、特にドイツ語圏では、メラニスティックアダ―は、明るい色のアダ―に比べてより攻撃的で毒性が高いって評判を得てる。歴史的には、これらの黒いアダ―は別の種だと思われて、「地獄のアダ―」と呼ばれてた。この認識は、しばしば暗い色の動物に関連する広範な迷信に結びついて、悪運や悪の象徴と見なされることがある。科学では「地獄のアダ―」が単なる普通のアダ―の色の変異に過ぎないことが示されているけど、毒性が高いという恐怖はヨーロッパの一部で続いてる。
色による毒の違いはあまり探求されていないテーマだった。一部の研究では、異なる色調が毒の特性にどう影響するかを調べたけど、メラニスティックと通常の色のアダ―の毒プロファイルについての包括的な研究はまだ行われていなかった。
研究目的
この研究の目的は、通常の色のアダ―とメラニスティックアダ―の毒プロファイルと毒性に実際の違いがあるかを確認することだった。この二つの色のタイプの毒を直接比較する初めての科学的探求だった。研究は酵素活性と全体的な毒成分を分析して、重要な違いを特定できるかを見ようとした。
材料と方法
研究のために、両方の表現型の成体オスの普通のアダ―から毒サンプルを集めた。毒はプールされ、凍結乾燥されてから分析のために準備された。分析方法には、毒をプロファイルし、その活動を評価するためのさまざまな技術が含まれていた。チームは毒の成分、酵素活性、細胞への細胞毒性効果を調べた。重要な毒機能を評価するために、ホスホリパーゼやプロテアーゼの活性、細胞への影響、赤血球の破壊(溶血)の可能性を評価するための特定のテストが設計された。
毒成分分析
異なる技術を用いた毒の分析では、両方の表現型が似たような成分を含んでいることが明らかになったが、量は異なっていた。例えば、メラニスティックアダ―の毒は、通常の色のヘビと比べて特定のタンパク質バンドの量が多かった。つまり、基本的な構成は同じでも、特定のタンパク質の濃度は異なることが示唆された。
高性能液体クロマトグラフィーを利用して毒を分析したところ、両方のタイプは似たような時間にピークを示したが、ピークの高さは存在する量の違いを示していた。結果はテスト全体で一貫していて、両方の表現型が共通の毒成分構成を持っているものの、メラニスティックアダ―には特定の成分に対するより強い信号があった。
生物活性プロファイリング
次に、毒の生物活性を評価し、毒が異なる生物のターゲットに与える影響に焦点を当てた。研究は主に、ヘビの毒に関連する二つの重要な活動、ホスホリパーゼ活性とプロテアーゼ活性を見ていた。
ホスホリパーゼ活性は、両方のタイプの毒で比較可能だったから、数値としては似たような効果があった。一方で、プロテアーゼ活性はメラニスティックアダ―の毒で一般的に高かった。この発見は、毒の成分は似ているが、ヘビの色によって一部のタンパク質の機能的な活動が変わることを示している。
毒はまた、細胞毒性についてもテストされ、どのように細胞の成長や健康に影響を与えるかを調べた。結果は、メラニスティック毒が特定の用量でより毒性が高いことを示したが、これらのレベルは通常の色の毒をほんの少し上回っていただけだった。高い濃度では、両方の毒がかなりの細胞死を引き起こしたけど、だからといってどちらかが人間にとってより危険だというわけではない。
どちらの毒タイプからも重要な溶血活性は検出されなかったので、活動や成分にいくつかの違いはあっても、人間の健康に対する影響は民間伝承が示唆するほど深刻ではないかもしれない。
結論
全体として、この研究は普通のアダ―の色に基づく毒の変化の興味深い側面を強調している。メラニスティックと通常の色のアダ―の毒成分や一部の生物活性の特性は異なるけど、観察された多くの違いは種の通常の生物学的変動の範囲内に見える。
結果は、メラニスティックアダ―がより毒性が高いという評判は、科学的証拠よりも文化的信念から来ている可能性があることを支持している。色がこれらのヘビの毒にどのように影響を与えるかについての理解を深めるためには、より大きなサンプルサイズや年齢、食事、環境条件などの追加要因を含むさらなる研究が必要だ。
要するに、普通のアダ―の色の表現型に基づく毒の特性にはいくつかの違いがあるけど、証拠は民間伝承が示唆するほど重要ではないことを指し示している。毒の変動の複雑さを理解することで、将来の保全努力に役立ち、これらの魅力的なヘビの生物学に寄与するさまざまな要因がどう関連しているかを明確にするのに役立つだろう。
タイトル: Comparative venom analysis between melanistic and normally-colored phenotypes of the common adder (Vipera berus)
概要: 1Snake venom is an ecologically-relevant functional trait directly linked with a snakes fitness and survival, facilitating predation and defense. Snake venom variation occurs at all taxonomic levels, but the study of variation at intraspecific level is still in its early stages. The common adder (Vipera berus) exhibits considerable variation in color phenotypes across its distribution range. Melanistic (fully black) individuals are the subject of myths and fairytales, and in German folklore such "hell adders" are considered more toxic than their normally-colored conspecifics. However, these claims have never been formally tested. Here, we provide the first comparative analysis of venoms from melanistic and normally-colored common adders. Specifically, we compared the venom profiles by SDS-PAGE and RP-HPLC, and tested the protease, phospholipase A2 and cytotoxic activities of the venoms of both phenotypes. Phospholipase A2 activity was similar in both phenotypes, whereas general protease activity was higher in the melanistic venom, which was also more cytotoxic at two concentrations (6.25 and 12.5 {micro}g/ml). These minor differences between the venoms of melanistic and normally-colored adders are unlikely to be of clinical relevance in the context of human envenomation. In light of our results, the claim that melanistic adders produce more toxic venom than their normally-colored conspecifics appears rooted entirely in folklore.
著者: Lennart Schulte, L. Uhrig, J. Eichberg, M. Schwartze, I. Auth, M. Schulz, T. Lindner, P. Hien, K. Hardes, A. Vilcinskas, T. Lueddecke
最終更新: 2024-03-19 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.18.585504
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.18.585504.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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