Planeta Ziemia jest gospodarzem niezliczonych stworzeń posiadających zdolność wytrysku, wstrzykiwania lub uwalniania toksyn. Ten artykuł daje wgląd w pięć z tych fascynująco śmiercionośnych organizmów i broń chemiczną, dzięki której ewolucja je wyposażyła.
Wiele gatunków, takich jak pająk z czarnej wdowy czy puffer, osiągnęło imponujący poziom sławy dzięki swojej śmiercionośnej sprawności.
Jednak jest jeszcze wielu, którzy jeszcze nie otrzymali należnego im uznania. Ten artykuł ma na celu dać garść bardziej nietypowych organizmów szkodliwych ich sprawiedliwy udział w świetle reflektorów.
Na tym etapie wydaje się istotne wyjaśnienie pytania, które denerwuje entomologów, herpetologów, toksykologów i zoologów: jaka jest różnica między jadem a trucizną?
Zarówno jadowite, jak i trujące zwierzęta zawierają substancję chemiczną niebezpieczną lub śmiertelną dla innego organizmu. Główną różnicą jest sposób, w jaki dzielona jest toksyna.
Jadowite zwierzę ma drastyczny mechanizm dostarczania – na przykład kły lub żądło – a toksyna jest generalnie wytwarzana w pobliżu tego narzędzia dla łatwości dystrybucji.
Z drugiej strony, trujące zwierzęta zawierają toksyczną substancję, ale nie mają mechanizmu dostarczania trucizny; po prostu emanuje lub zawiera swoją broń, na przykład trucizną żabkę i jego toksyczną powłokę lub trujące narządy wewnętrzne puffera.
Tutaj, zamiast skupiać się na najbardziej toksycznych zwierzętach, omówimy pięć z bardziej zaskakujących lub niezwykłych członków jadowitej i trującej rodziny. Ponadto dowiemy się, w jaki sposób ich toksyczne zdolności mogą wpływać na ludzi.
1) Trucizna na skrzydle: niebieskozielony ifrit
Blue-capped ifrit () jest jednym z nielicznych gatunków ptaków, które rozwinęły użycie broni chemicznej; w rzeczywistości tylko trzy rodzaje są nosicielami trucizny, z których wszystkie żyją w Nowej Gwinei.
Podobnie jak w przypadku innych trujących ptaków nowozelandzkich, australijski ifrit nie wytwarza swojej trucizny; to sprzeniewierza go z jedzenia.
Ptak pochłania chrząszcze z rodzaju, które zawierają wysokie poziomy homobatrachotoksyn, rodzaj batrachotoksyny – silnych neurotoksycznych steroidowych alkaloidów.
Podjadając te jadowite chrząszcze, ptakowi udaje się przyswoić batrachotoksyny w jego skórę i pióra. Uważa się, że to sekwestrowanie broni powstrzymuje drapieżniki i potencjalnych pasożytów.
Dla ludzi, po prostu obchodzenie się z ptakami może wywołać odrętwienie, mrowienie i kichanie.
Batrachotoksyny są jednymi z najbardziej toksycznych substancji naturalnych znanych człowiekowi. Kolumbijskie żaby strzały pokryte są tą samą substancją chemiczną i, podobnie jak ifrit, żaby rozwijają swój toksyczny płaszcz od chrząszczy, które konsumują.
Te toksyny są rozpuszczalne w lipidach i działają bezpośrednio na kanały nerwowe jonów sodowych, nieodwracalnie wiążąc się z nimi i blokując je. To powoduje, że przekazywanie sygnałów nerwowych z kręgosłupa do mięśni jest niemożliwe, co prowadzi do paraliżu.
Batrachotoksyny mają również znaczący wpływ na mięśnie serca, powodując nieprawidłowe rytmy i, ostatecznie, zatrzymanie akcji serca.
Obecnie nie ma antidotum na batrachotoksynę. Przeciwnie, trucizna z bardzo toksycznych pufferfish – tetrodotoxin – może pomóc zminimalizować jej skutki. Tetrodotoksyna blokuje te same kanały, w których jatrachotoksyny blokują się, skutecznie odwracając uszkodzenia.
2) Submarine killer: ośmiornica z niebieskim pierścieniem
Ośmiornice o niebieskich oczkach składają się z co najmniej trzech gatunków rodzaju i żyją w balsamicznych wodach Oceanu Spokojnego i Indyjskiego. Są uważane za najbardziej jadowite morskie zwierzęta planety.
Piękne ubarwienie ośmiornicy i pogodna postawa to rozbudzenie; trzeba ich podziwiać z daleka. O ile ośmiornica nie jest sprowokowana, jest bardziej skłonna do ucieczki niż do walki, ale złapanie ich w kącie nie jest zalecane.
Po naciśnięciu ośmiornica o niebieskich oczkach osiąga zaledwie 20 cm długości, ale wciąż zawiera wystarczająco toksycznych chemikaliów, aby zabić 26 dorosłych ludzi.
Aby dodać obrażenie do urazu, nie ma antivum, a ponieważ ukąszenie jest tak małe, wiele osób nie zdaje sobie sprawy, że zostały one wykorzystane do momentu pojawienia się objawów. Do tego czasu problem jest już w toku.
Jeśli masz pecha na tyle, aby zostać ugryzionym, dostaniesz szwedzki napój chemiczny, który zawiera tetrodotoksynę, tryptaminę, histaminę, oktopaminę, acetylocholinę, taurynę i dopaminę.
Najbardziej złowrogim z tych składników jest tetrodotoksyna, uważana za co najmniej 1000 razy bardziej zabójcza niż cyjanek. Tetrodotoksyna jest wytwarzana przez bakterie w gruczołach ślinowych ośmiornicy z niebieskim otworem. Po uwolnieniu do ssaczego strumienia krwi blokuje kanały sodowe i, podobnie jak uzyskanie niewłaściwego klucza zablokowanego w drzwiach, kanały pozostają otwarte, uniemożliwiając przewodzenie nerwów.
Po wstrzyknięciu tetrodotoksyna prowadzi do całkowitego porażenia mięśni, w tym koniecznych do oddychania; w raczej złowieszczym zwrocie, ugryziony osobnik będzie w pełni świadom ich otoczenia w miarę postępu paraliżu.
Ponieważ te śmiertelne skutki mogą pojawić się zaledwie kilka minut po ukąszeniu, jedyną nadzieją ofiary jest sztuczne oddychanie. Jeśli uda się utrzymać oddychanie, organizm będzie powoli metabolizował tetrodotoksynę i jeśli przeżyje pierwsze 24 godziny, można oczekiwać pełnego powrotu do zdrowia.
3) Tchórzliwy terror: dziobak
Dziobak (), potocznie nazywany dziobakiem kaczym, jest jednym z najdziwniejszych tworów natury. Jeden z pięciu istniejących gatunków monotreme, dziobak jest mieszkańcem najbardziej wysuniętych na wschód obrzeży Australii.
Pomimo, że jest ssakiem, dziobak składa jajka; przechowuje tłuszcz w ogonie, poluje za pomocą elektrorecepcji, chodzi bardziej jak gad niż ssak, ma rybie oczy i śpi przez 14 godzin dziennie.
Aby dodać do tej listy dziwnych cech, samiec dziobak jest jednym z nielicznych ssaków produkujących jad; ten jad jest wydzielany z ostróg na tylnych kończynach i jest wytwarzany tylko przez samców w okresie godowym.
Ruchome ostrogi dziobaka mogą uwolnić zakres co najmniej 19 peptydów i wiele innych niebiałkowych substancji chemicznych.
Spośród peptydów większość dzieli się na trzy kategorie: peptydy defensynopodobne (podobne do toksyn stosowanych przez gady), peptydy natriuretyczne typu C (zaangażowane w zmiany ciśnienia krwi) i czynnik wzrostu nerwów.
Dziobak jad może sparaliżować małe zwierzęta (takie jak konkurencyjny samiec) i chociaż nie jest wystarczająco silny, aby zrobić to samo z człowiekiem, atak jest zaskakująco bolesny i obezwładniający. Rana i otaczający obszar gwałtownie pęcznieją jako skoki przepływu krwi.
W przeciwieństwie do wielu innych toksyn zwierzęcych, nie ma nekrotycznego (śmierci tkanki) komponentu do zatopienia dziobaka; zamiast tego zwieńczeniem chwały ataku dziobaka jest produkcja czystej, nieskażonej agonii.
Ból zwykle trwa kilka dni lub tygodni, ale wiadomo, że trwają miesiące. Co gorsza, ból nie reaguje dobrze na morfinę.
W 1991 r. Australijski eks-wojskowy – Keith Payne – popełnił błąd, próbując uwolnić uwięzionego dziobaka i pochwycił ostry koniec swojej ostrogi. Według Payne’a ból był gorszy niż uderzenie odłamkiem. Miesiąc później kontuzja wciąż była bardzo żywa; 15 lat później rana nadal powodowała dyskomfort przy wykonywaniu niektórych zadań.
Pierwszy opis zatrucia dziobaka, który ma zostać opublikowany w literaturze naukowej, przybył dzięki uprzejmości William Webb Spicer w 1876 roku:
«[…] ból był intensywny i prawie paraliżujący, ale dla podawania małych dawek brandy zemdlałby na miejscu, tak jak było, minęło pół godziny, zanim mógł stanąć bez wsparcia, przez to czas, gdy ramię było spuchnięte do ramienia i zupełnie bezużyteczne, a ból w ręce bardzo silny. «
Uważa się, że jad dziobaka działa bezpośrednio na receptory bólu (nocyceptory), zmuszając je do wytworzenia najbardziej intensywnego bolesnego doświadczenia. Ponieważ ataki dziobaka na ludzi są rzadkie, nie opracowano żadnego szczególnego leczenia w celu złagodzenia tego dyskomfortu.
Na szczęście ogromna większość ludzi nigdy nie odwiedza regionów Oceanii zamieszkałych przez te uderzające, półwodne cuda.
4) Piękne, ale zabójcze: ślimaki stożkowe
Ślimaki stożkowe to rodzina drapieżnych, morskich mięczaków morskich, obejmujących około 700 gatunków, z których wiele nosi atrakcyjne wzorzyste muszle. Ta urzekająca odzież wierzchnia kusi sporadycznego nurka, by ją podnieść, natychmiastową decyzję godną ubolewania.
Sporting przypominający igłę, zmodyfikowany ząb radula, niektóre stożkowe gatunki ślimaków pakują przerażające uderzenie. Używając raduli jako harpuna, rzucają go w swoją ofiarę i wydzielają swoją truciznę; gdy paraliż uderzył, mięczak zaciągnął się w kamieniołomie. Harpun ślimaka jest tak potężny, że potrafi przebić pianę.
Każdy gatunek ślimaka stożkowego zawiera jad składający się z setek, jeśli nie tysięcy różnych związków.
Mniejsze gatunki mogą wyrządzić jedynie niewielkie szkody u ludzi, podobne w skali do użądlenia przez pszczołę, ale większe gatunki mogą zadać śmiertelny cios.
Wybór neurotoksycznych peptydów wytwarzanych przez ślimaki stożkowe określa się jako konotoksyny i istnieje olśniewający układ. Nawet pomiędzy osobnikami tego samego gatunku, koktajl substancji chemicznych może być bardzo zróżnicowany.
Ta różnorodność oznacza, że ludzki wpływ ataku może być również różny; generalnie jednak wzorzec reakcji rozpoczyna się od bólu, obrzęku, drętwienia i wymiotów.
Następnie przechodzi do porażenia, zmian w widzeniu, niewydolności oddechowej i potencjalnie śmierci (chociaż tylko 15 potwierdzonych zgonów miało miejsce od ślimaków stożka do tej pory).
Stożek geograficzny () jest znany jako «ślimak papierosowy», ponieważ po ukąszeniu masz dość czasu, aby zapalić papierosa przed śmiercią.
Chociaż dokładna metoda działania każdego leku nie jest znana, wiadomo, że konotoksyny wpływają bezpośrednio na określone podtypy kanałów jonowych. Z powodu szybkiego działania jadu i wysokiej specyficzności wobec poszczególnych typów receptorów, wzbudziło to duże zainteresowanie ze strony badaczy farmaceutycznych.
Dr Eric Chivian z Harvard University, asystent profesora klinicznego psychiatrii, twierdzi, że te stworzenia mają:
«Największa i najbardziej klinicznie ważna farmakopea każdego rodzaju w przyrodzie.»
Zykonotyd leku, nie uzależniający środek przeciwbólowy 1000 razy silniejszy niż morfina, został najpierw wyizolowany ze ślimaków stożka. Aktualne badania wykorzystujące chemikalia ze ślimaka stożka badają potencjalne leki na chorobę Alzheimera i Parkinsona, depresję, epilepsję, a nawet na rzucenie palenia.
5) Śmiertelna jaszczurka: smok Komodo
Smoki z Komodo () to największe żywe gady na ziemi; mieszkają tylko na pięciu indonezyjskich wyspach (na wyspie Komodo). Obniżyli średnią sylwetkę, osiągając 3 m długości i ważąc 70 kg.
Historycznie smok Komodo był uważany za nie jadowitego gatunku; teraz jednak kwestia toksyczności gada wywołała ożywioną dyskusję.
Ukąszenie smoka z Komodo od dawna znane jest z tego, że powoduje gwałtowne obrzęki, zaburzenia krzepnięcia krwi i bóle w okolicy kąta.
Ta fizyczna reakcja została uznana za częściowo spowodowaną szokiem, ale także z powodu dużej ilości bakterii przekazywanych z ust smoka Komodo do krążenia zwierzęcia. Jednak niektórzy naukowcy zastanawiali się, czy może być coś więcej.
Ponadto, smok Komodo nie ma szczególnie ciężkiej czaszki ani mocnego ugryzienia, ale może na przykład rzucić istotną zdobycz, np. 40 kg jelenia Sunda. Czy smok Komodo może mieć w swoim arsenale inną broń?
Stwierdzono, że ofiara smoka z Komodo pozostaje «wyjątkowo cicha» po ukąszeniu, co wskazuje na coś więcej niż wolno rosnącą sepsę od zakażenia bakteryjnego.
W 2009 r. Śmiertelnie chory smok Komodo o nazwie Nora z Singapore Zoological Gardens został zbadany pod kątem obecności jadu. Zwierzę miało parę gruczołów usuniętych z dolnej szczęki, które, po rozcięciu, zawierały wiele toksycznych białek.
Badacze sprawdzili i przeanalizowali produkty znalezione w gruczołach i stwierdzili, że wydalanie może pomóc w zmniejszeniu możliwości ucieczki ofiary:
- Fosfolipaza A2: podobna do związków występujących w jadach węży; indukuje działanie przeciwzakrzepowe i niedociśnienie
- CRISP (bogate w cysteinę białko sekrecyjne): inhibitory mięśni gładkich znajdujące się w jadu węża; zdolny do obniżenia ciśnienia krwi
- Kallikrein: enzymy obecne u ssaków, które obniżają ciśnienie krwi po wstrzyknięciu
- Toksyny natriuretyczne: powodują wzrost przepuszczalności naczyń i rozszerzenie, co prowadzi do niskiego ciśnienia krwi
- Toksyny AVIT: przypuszczalnie powodują bolesne skurcze mięśni unieruchamiające ofiarę.
Nie wszyscy są przekonani o toksykologii smoka Komodo. Dla niektórych ustalenia nie są dowodem na bezpośrednie wykorzystanie tych białek jako broni; debata jest w toku.
Kurt Schwenk, biolog ewolucyjny z University of Connecticut, stwierdza, że odkrycie białek podobnych do jodu niekoniecznie oznacza, że są one używane jako jad. Uważa on, że utrata krwi i wstrząs wywołany ugryzieniem smoka Komodo wystarcza, by zabić dużą zdobycz, mówi:
«Gwarantuję, że gdybyś miał 10-stopową jaszczurkę wyskoczył z krzaków i rozerwałby twoje wnętrzności, byłbyś trochę cichy i cichy przez chwilę, przynajmniej dopóki nie skręcisz z szoku i utraty krwi ze względu na fakt, że że twoje jelita były rozłożone na ziemi przed tobą. «
Inni dysydenci z Washington State University, w tym biolog Kenneth V. Kardong i toksykolodzy Scott A. Weinstein, twierdzą, że zarzuty, że smoki z Komodo są jadowite «spowodowały zaniżenie różnorodności złożonych ról, jakie odgrywają wydzieliny w biologii gady, stworzyły bardzo wąski obraz wydzielin w jamie ustnej i doprowadziły do błędnej interpretacji ewolucji gadów. «
Chociaż debata z pewnością będzie szalała, dopóki nie pojawią się kolejne dowody po obu stronach, prowadzi to do ciekawej rozmowy. Pytanie, czy smok Komodo jest w stanie wyleczyć i wypatroszyć, czy po prostu wypatroszyć, będzie musiało na razie pozostać bez odpowiedzi.
Jeśli dowiedzieliśmy się tylko jednej rzeczy z tej krótkiej wędrówki po annałach zatrutych przez naturę, to jest to, że wojna chemiczna nie jest ludzkim wynalazkiem.
Aktualne Badania i Wnioski na Rok 2024
W 2024 roku badania nad toksycznymi zwierzętami i ich chemicznymi broniami zyskały nowy impet. Nowe odkrycia dotyczące batrachotoksyn i ich wpływu na układ nerwowy człowieka potwierdzają ich potencjał jako narzędzi w terapii bólu. Naukowcy pracują nad syntetycznymi odpowiednikami tych związków, co może prowadzić do opracowania innowacyjnych leków przeciwbólowych.
Ponadto, badania nad ośmiornicą z niebieskim pierścieniem ujawniają nowe mechanizmy działania tetrodotoksyny, co może zrewolucjonizować nasze podejście do leczenia zatrucia. Zrozumienie, w jaki sposób te toksyny blokują przewodnictwo nerwowe, może przyczynić się do opracowania nowych strategii terapeutycznych w neurologii.
Dodatkowo, w przypadku dziobaka, badania nad jego jadem prowadzą do odkryć dotyczących jego wpływu na receptory bólu, co może otworzyć nowe możliwości w terapii bólu przewlekłego. Udoskonalenie metod ekstrakcji i analizy składników jadu może przyczynić się do lepszego zrozumienia ich potencjału terapeutycznego.
Na koniec, badania nad smokiem Komodo dostarczają nowych dowodów na istnienie toksycznych białek w jego ślinie, co sugeruje, że mogłyby one mieć zastosowanie w biotechnologii. Zrozumienie ich działania może prowadzić do rozwoju nowych leków i terapii w medycynie.
Wszystkie te badania podkreślają, że natura, mimo swojej dzikości, kryje w sobie ogromny potencjał dla nauki i medycyny, a toksyczne zwierzęta są kluczem do odkrycia nowych rozwiązań w naszych zmaganiach z chorobami i urazami.
