Утконосы кажутся очень симпатичными и даже немного игрушечными животными, однако это впечатление обманчиво - они вырабатывают яд, который содержит более 80 различных токсинов.
Результат исследования генов, кодирующих состав их яда, выявил удивительное сходство утконоса с другими ядовитыми животными, такими как змеи, ящерицы, морские звезды и актинии.
Как глаза, плавники и крылья, которые возникли независимо у нескольких ветвей живых организмов, яд утконоса, похоже, является примером так называемой конвергентной эволюции, - говорит Весли Уоррен (Wesley Warren), генетик Университета Вашингтона в Миссури, который руководил исследованиями.
Яд утконоса может убить некрупное животное вроде кошки.
Утконос - полуводное млекопитающее отряда однопроходных, обитающее в Австралии - одно из немногих млекопитающих, которые вырабатывают яд. У молодых утконосов обоих полов на задних ногах находятся зачатки роговых шпор. У самок к годовалому возрасту они отваливаются, а у самцов продолжают расти, достигая к моменту полового созревания 1,2—1,5 см длины. Каждая шпора связана протоком с бедренной железой, которая во время брачного сезона вырабатывает сложный "коктейль" из ядов. Самцы используют шпоры во время брачных поединков. Яд утконоса может убить динго или иное некрупное животное. Для человека он не смертелен, однако, по мнению людей, умудренных опытом, доставляет адские мучения.
Так, австралийские доктора описывают состояние 57-летнего мужчины, который пытался схватить утконоса на рыбалке. Боль была такая, что он начал терять сознание, и намного сильнее, чем при ранении шрапнелью, которое он получил, когда служил в армии. Ибупрофен и морфин не облегчили страдания пациента, а раненый палец распух и болел потом больше четырех месяцев.
Попытки выяснить, какие именно вещества причиняют такие страдания, фокусировались на определении белков в вытяжке яда. В результате были выявлены три наиболее распространенных ингридиента, но команда ученых под руководством Уоррена считает, что если рассмотреть состав яда на более глубоком уровне, можно будет обнаружить молекулы и других веществ.
Его команда выделила мРНК из бедренной железы самца утконоса, убитого собакой в разгар брачного периода. Чтобы определить составляющие яда, ученые искали гены, которых нет в других тканях утконоса и которые были бы похожи на гены, кодирующие яд других животных. Это исследование выявило 83 гена, кодирующие 13 различных групп токсинов, которые могут вызывать жар, нервные нарушения, судороги, свертывание крови. Например, утконос вырабатывает 26 разных видов сериновых протеаз, которые также найдены в яде большинства змей, и 7 генов, кодирующих состав яда, похожего на нейротоксин, вырабатываемый пауками (альфа-латроксин).
Исследования яда утконоса показывают, что конвергентная эволюция отвечающих за него генов широко распространена. Уоррен полагает, что так происходит, когда гены, выполняющие рутинные операции, такие как свертывание крови, начинают дуплицироваться независимо друг от друга у разных видов животных, где они развивают способность выполнять другие функции.
В результате разные животные используют одни и те же гены для выработки яда, поскольку только те белки, которые кодируются этими генами, могут послужить материалом для отравляющей смеси.
