Hypotéza optimalizace jedu - Venom optimization hypothesis - Wikipedia

Hypotéza optimalizace jedu, také známý jako měření jedu, je biologická hypotéza který to předpokládá jedovatá zvířata mít fyziologickou kontrolu nad jejich výrobou a používáním jedy. Vysvětluje ekonomické využití jedu, protože jed je metabolicky nákladný produkt a že existuje biologický mechanismus pro kontrolu jejich konkrétního použití. Hypotetický koncept navrhli Esther Wigger, Lucia Kuhn-Nentwig a Wolfgang Nentwig ze Zoologického ústavu University of Bern, Švýcarsko v roce 2002.[1][2]

Bylo experimentálně zjištěno, že řada jedovatých zvířat reguluje množství jedu, které používají během predace nebo obranných situací. Bylo zjištěno, že druhy sasanek, medúz, mravenců, štírů, pavouků a hadů používají své jedy šetrně v závislosti na situaci a velikosti jejich kořistí nebo predátorů.[3]

Rozvoj

Hypotézu o optimalizaci jedu postulovali Wigger, Kuhn-Nentwig a Nentwig ze svých studií o množství jedu použitého putující pavouk Cupiennius salei. Tento pavouk produkuje a neurotoxický peptid zavolal CsTx-1 pro paralyzování své kořisti.[4] Neplétá pavučiny pro lov kořistí, a proto zcela závisí na jeho jedu pro predaci. Je známo, že loví různé druhy hmyzu, včetně motýlů, můr, škvoříků, švábů, much a kobylek.[5] Jeho jedové žlázy uchovávají pouze asi 10 μl surového jedu. Doplňování žláz trvá 2–3 dny a smrtelná účinnost jedu je zpočátku velmi nízká po několik dní, vyžaduje plný účinek 8 až 18 dní.[6] Bylo zjištěno, že množství uvolněného jedu se u každé konkrétní kořisti lišilo. Například pro větší a silnější hmyz, jako jsou brouci, používá pavouk celé množství svého jedu; zatímco u malých používá pouze malé množství, čímž šetří svůj nákladný jed.[1] Experimenty ve skutečnosti ukazují, že množství uvolněného jedu je při smrtelné dávce dostatečné k paralyzování cílového organismu v závislosti na jeho velikosti nebo síle a není větší, než je nutné.[7]

Pojem

Živočišné jedy jsou složité biomolekuly, a proto jejich biologická syntéza vyžaduje vysokou metabolickou aktivitu. Samotný konkrétní jed je složitá chemická směs složená ze stovek proteinů a neproteinových sloučenin, což vede k účinné zbrani pro imobilizaci kořisti a zastrašování predátorů. Metabolické náklady na jed jsou dostatečně vysoké, aby vedly k sekundární ztrátě jedu, kdykoli se jeho použití stane pro přežití zvířete nepodstatné. To naznačuje, že jedovatá zvířata si mohla vyvinout strategie pro minimalizaci výdajů na jed, že by je měla používat pouze podle potřeby a v optimálním množství.[2]

Reference

  1. ^ A b Wigger E, Kuhn-Nentwig L, Nentwig W (2002). „Hypotéza optimalizace jedu: pavouk vstřikuje velké množství jedu pouze do obtížných druhů kořisti“. Toxicon. 40 (6): 749–752. doi:10.1016 / S0041-0101 (01) 00277-X. PMID  12175611.
  2. ^ A b Morgenstern D, King GF (2013). "Hypotéza o optimalizaci jedu se vrátila". Toxicon. 63: 120–128. doi:10.1016 / j.toxicon.2012.11.022. PMID  23266311.
  3. ^ Nisani Z (2008). Behaviorální a fyziologická ekologie Výdaje na jed štíra: bodání, postřik a regenerace jedu. s. 32–39. ISBN  9780549591610.
  4. ^ Kuhn-Nentwig L, Fedorova IM, Lüscher BP, Kopp LS, Trachsel C, Schaller J, Vu XL, Seebeck T, Streitberger K, Nentwig W, Sigel E, Magazanik LG (2012). „Neurotoxin odvozený od jedu, CsTx-1, z pavouka Cupiennius salei vykazuje cytolytické aktivity ". J Biol Chem. 287 (30): 25640–25649. doi:10,1074 / jbc.M112.339051. PMC  3408166. PMID  22613721.
  5. ^ Nentwig W (1986). „Non-webbuilding pavouci: kořistí specialisté nebo generálové?“. Ekologie. 69 (4): 571–576. Bibcode:1986Ocol..69..571N. doi:10.1007 / BF00410365. PMID  28311618. S2CID  5871434.
  6. ^ Boevé JL, Kuhn-Nentwig L, Keller S, Nentwig W (1995). „Množství a kvalita jedu uvolněného pavoukem (Cupiennius salei, Ctenidae) ". Toxicon. 33 (10): 1347–1357. doi:10.1016 / 0041-0101 (95) 00066-U. PMID  8599185.
  7. ^ Kuhn-Nentwig L, Schaller J, Nentwig W (2004). „Biochemie, toxikologie a ekologie jedu pavouka Cupiennius salei (Ctenidae) ". Toxicon. 43 (5): 543–553. doi:10.1016 / j.toxicon.2004.02.009. PMID  15066412.