Герпетологи обнаружили, что прежде чем проглотить пойманную лягушку-древолаза Ameerega trivittata, псевдокоралловые змеи Erythrolamprus reginae несколько раз протаскивают ее по субстрату, удерживая в пасти. Вероятно, так они стирают с этих амфибий ядовитые кожные выделения.
При этом защитные механизмы Erythrolamprus reginae от яда древолазов не ограничиваются поведением. Как показали эксперименты, белки в печени этих змей подавляют активность большинства липофильных алкалоидов из кожных желез Ameerega trivittata (а замены аминокислот в натриевом канале NaV1.4, вероятно, защищают их от яда других амфибий — жаб). Впрочем, несмотря на все этих защитные механизмы, большинство особей Erythrolamprus reginae предпочитают не связываться с ядовитыми древолазами. Препринт опубликован на EcoEvoRxiv.org.
Многие амфибии защищаются от хищников с помощью ядовитых выделений кожных желез. А хищники, в свою очередь, пытаются обойти этот оборонительный механизм. Некоторые из них в процессе эволюции приобретают устойчивость к токсинам амфибий. Другие же вместо этого — или вдобавок к этому — вырабатывают поведенческие навыки, которые позволяют кормиться амфибиями и не страдать от их яда.
Например, ужеобразные змеи из рода олигодонов (Oligodon) потрошат чернорубцовых жаб (Duttaphrynus melanostictus): они проделывают зубами отверстие в их брюхе и выедают внутренние органы, не трогая ядовитые железы за ушами и на спине. А молуккские ибисы (Threskiornis molucca) из австралийской популяции научились без вреда для себя охотиться на жаб-ага (Rhinella marina). Эти птицы подбрасывают пойманных амфибий в воздух, из-за чего те выделяют яд из околоушных желез, а потом вытирают их о траву или полощут в воде. После нескольких повторений этого цикла в жабы расходуют весь яд из желез, так что ибисы могут спокойно их съесть.
Похожий пример описала команда герпетологов под руководством Валерии Рамирес-Кастаньеды (Valeria Ramírez-Castañeda) из Калифорнийского университета в Беркли. В центре внимания исследователей оказались псевдокоралловые змеи Erythrolamprus reginae, которые широко распространены в Амазонии. Эти представители семейства ужеобразных (Colubridae) потребляют широкий спектр добычи, включая ядовитых амфибий: жаб и древолазов (Dendrobatidae). Согласно предыдущему исследованию Рамирес-Кастаньеды и ее коллег, у Erythrolamprus reginae есть аминокислотные замены в потенциал-зависимом натриевом канале NaV1.4, которые обеспечивают им устойчивость к гуанидиновым алкалоидам: выделяемому некоторыми жабами тетродотоксину и сакситоксину, источник которого в рационе псевдокоралловых змей неизвестен. Возможно, эти рептилии также защищены от стероидных ядов, таких как буфадиенолиды. Однако каким образом они спасаются от ядов из кожи поедаемых ими древолазов, пока неясно.
Чтобы разобраться в этом вопросе, Кастаньеда и ее соавторы поймали в лесах Колумбии 10 псевдокоралловых змей Erythrolamprus reginae и провели с ними эксперимент. Рептилиям, которые до этого не ели на протяжении пяти дней, исследователи предложили очень ядовитых лягушек-древолазов Ameerega trivittata, кожные железы которых выделяют липофильные алкалоиды гистрионикотоксины, пумилиотоксины и декагидрохинолины. Лишь четыре особи решились напасть на этих амфибий (остальные шесть проигнорировали их). Схватив древолаза пастью, они несколько раз протаскивали его по полу, словно стирая с жертвы ядовитые выделения. По словам авторов, похожее поведение характерно для целого ряда видов птиц, но для змей оно фиксируется впервые. Обработав лягушек, подопытные особи проглотили их. Три змеи, съевшие Ameerega trivittata, выжили; но четвертая погибла, вероятно, от яда. Для сравнения, когда Erythrolamprus reginae предлагали неядовитых квакш Scinax ruber и других неядовитых или умеренно ядовитых амфибий, они охотно съедали их (не было зафиксировано ни одного случая отказа), причем не протирали их о субстрат, а почти сразу проглатывали.
Таким образом, первая линия защиты псевдокоралловых змей Erythrolamprus reginae от отравления ядом Ameerega trivittata — поведенческая. Эти рептилии, как правило, избегают охотиться на древолазов, а если и поедают их, то стараются стереть с них кожные выделения, чтобы снизить концентрацию токсичных веществ. Тем не менее опыт показал, что по крайней мере часть особей Erythrolamprus reginae могут проглотить Ameerega trivittata и выжить, а значит, представители этого вида обладают определенной физиологической устойчивостью к такой добыче.
Дополнительные эксперименты позволили выявить механизмы этой устойчивости. Оказалось, что растворимые белки печени Erythrolamprus reginae подавляют активность большинства липофильных алкалоидов из кожных выделений съеденных Ameerega trivittata. Кроме того, авторы обнаружили, что после проглатывания этих амфибий в змеиной печени увеличивается экспрессия белков-транспортеров; вероятно, они также играют роль в защите организма от яда. С другой стороны, печень Erythrolamprus reginae оказалась бесполезной для противостояния большинству гуанидиновых алкалоидов.
Ситуация с аминокислотными заменами в натриевом канале NaV1.4 оказалась противоположной. Они не защищают змей от яда древолазов, но помогают им справиться с гуанидиновыми алкалоидами (тетродотоксин, сакситоксин, неосактистоксин). Таким образом, Erythrolamprus reginae используют два разных защитных механизма для двух разных классов токсинов. Исключением оказался лишь гуанидиновый алкалоид неосакситоксин. От него псевдокоралловых змей защищают и белки печени, и аминокислотные замены в натриевых каналах. Это свидетельствует о сильном отборе на устойчивость к данному соединению у Erythrolamprus reginae. Однако где и как эти змеи с ним сталкиваются — неизвестно.
Автор: Сергей Коленов