一只蛇的猎物是另一种毒药 科学家们确定了极端抗药性的遗传学

一组精选的吊袜蛇可以感谢他们的祖先能够吃掉有毒的蝾螈并活着讲述这个故事。根据Joel McGlothlin的说法，常见的吊袜带蛇以及其他四种蛇类物种已经进化出食用毒性极强物种的能力，例如粗糙的蝾螈两栖动物会杀死人类捕食者 - 这要归功于至少1亿年的进化。 ，科学学院生物科学助理教授和弗拉林生命科学研究所附属机构。

McGlothlin团队最近确定了这种进化的本质，并将于6月20日在Current Biology期刊上发表。国际研究小组发现，能够抵抗蝾螈产生的毒素，这种毒素是在“构建模块”模式后进化的，其中一个基因的进化变化可能导致另一个基因发生变化。

在这种情况下，随着时间的推移，神经和肌肉中发现的三种不同钠通道中的氨基酸发生变化，使选择的蛇能够抵抗通常由毒素引起的麻木和麻痹。抗性肌肉为蛇提供了对抗蝾螈毒素的最佳保护，但有一个问题：抗性肌肉只能在已经具有抗性神经的物种中进化。McGlothlin的研究小组发现，近4千万年前，吊袜蛇的祖先获得了抗毒素的神经。

“Garter蛇和蝾螈被锁定在共同进化的军备竞赛中，随着蝾螈变得更加有毒，蛇变得更具抗性，”McGlothlin说，他也是弗吉尼亚理工大学全球变化中心的附属机构。“然而，如果没有这些抗性神经提供的腿部，蛇就不能承受足够的毒素来完成整个过程。”

这种军备竞赛在西海岸的袋装地区最为激烈，那里粗糙的蝾螈和吊袜带蛇共存。

McGlothlin和他的团队对82种(78只蛇，2只蜥蜴，1只鸟和1只海龟)中发现的三种钠通道基因进行了测序，并将它们发现的变化映射到迄今为止每种都有毒性抗性的进化树。他们发现，随着时间的推移，一些蛇群对毒素的抵抗力越来越强。这些变化总是以相同的顺序发生，抗性神经在抵抗肌肉之前发展。

下一步是看这种模式是否是其他物种的一般现象。一些鸟类也可以吃蝾螈并存活下来。McGlothlin和他的团队最近获得了美国国家科学基金会的资助，以测试鸟类是否像蛇一样建立抗性。

这项工作不仅与了解蛇晚餐有什么关系。“我们认为，吊袜带蛇对蝾螈毒素的进化抗性可用作理解涉及多个基因的复杂适应性的模型，”McGlothlin说。“这项研究提供了对生态重要性状(对猎物毒素的抵抗力)的逐步进化的洞察，并揭示了性状的各个组成部分的变化的适应性益处取决于其他成分的先前变化，”Jay Storz说，内布拉斯加大学生物学教授Susan J. Rosowski，他没有参与这项研究。“这一发现对于理解复杂性状的演变具有普遍意义。”