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La complejidad del veneno de serpiente es impulsada por la dieta de la presa

Fecha :
19 de abril de 2021
Fuente :
Universidad de Clemson
Resumen :
La diversidad en la dieta juega un papel en la complejidad del veneno en víboras de hoyo como serpientes de cascabel, cabezas de cobre y bocas de algodón. Pero una nueva investigación en colaboración encontró que la cantidad de especies de presas que una serpiente comía no impulsaba la complejidad del veneno. Más bien, era la distancialas especies de presa eran evolutivamente unas de otras.
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HISTORIA COMPLETA

La diversidad en la dieta juega un papel en la complejidad del veneno en víboras de pozo como serpientes de cascabel, cabezas de cobre y bocas de algodón.

Pero una nueva investigación en colaboración realizada por científicos de la Universidad de Clemson encontró que la cantidad de especies de presas que comía una serpiente no aumentaba la complejidad del veneno. Más bien, era lo lejos que estaban las especies de presas unas de otras evolutivamente.

"No es solo la dieta lo que impulsa la variación del veneno entre las serpientes. Es la amplitud de la dieta", dijo Christopher Parkinson, profesor del Departamento de Ciencias Biológicas de la Facultad de Ciencias. "Si una serpiente se come 20 especies diferentes de mamíferos,su veneno no será muy complejo. Pero si se come un ciempiés, una rana, un pájaro y un mamífero, tendrá un veneno muy complejo porque cada componente de ese veneno está afectando algo diferente en uno de los diferentes animales, la serpiente.se está alimentando. "

La revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias publicó los hallazgos en un artículo titulado "Las dietas filogenéticamente diversas favorecen venenos más complejos en las víboras de fosa de América del Norte".

La investigación podría conducir a mejores antivenenos y servir como una base de datos dietética para otros investigadores de serpientes.

"La mordedura de serpiente es una enfermedad tropical desatendida. No mata a muchas personas en los EE. UU., Solo alrededor de ocho por año. Pero causa lesiones duraderas, como daños neurológicos y tisulares. A pesar de que tenemos buenos antídotos, podríanciertamente será mejor. Hemos producido una biblioteca de los venenos de todas las especies en los EE. UU. con un nivel de detalle más alto que el que se ha hecho antes, por lo que cualquier otra persona que esté interesada en mejorar los antídotos podría usar esta información ", dijo Matthew.Holding, un ex investigador postdoctoral de Clemson que es el autor principal del artículo.

Holding colaboró ​​con investigadores de Clemson, la Universidad Estatal de Florida, México y Brasil para estudiar los venenos y las dietas de 46 especies de víboras de foso de América del Norte, incluidas todas las que viven en los Estados Unidos. A continuación, utilizaron información sobre las dietas de esas especiespara entender por qué algunos venenos son simples y otros son muy complejos.

Los venenos contienen proteínas que funcionan colectivamente para incapacitar a la presa. La cantidad de proteínas diferentes que contiene refleja su complejidad.

"Puedes pensar en el veneno como la caja de herramientas de una serpiente", dijo Holding, quien ahora es un becario de investigación postdoctoral de la National Science Foundation en el estado de Florida. "Una llave inglesa, un enchufe y un destornillador tienen un uso diferente. Del mismo modo, cada proteínatiene una función diferente cuando el veneno se inyecta en un ratón, lagarto o ciempiés o cualquier presa que la serpiente esté comiendo ".

"Algunas serpientes tienen venenos mucho más simples con menos componentes. Algunas tienen muchos más. Queríamos entender, desde un punto de vista evolutivo, por qué podría ser así, explicó Holding".

Los investigadores recolectaron muestras de veneno y glándulas de veneno de serpientes de cascabel y bocas de algodón en América del Norte. Utilizaron técnicas de secuenciación de próxima generación para generar el mayor conjunto de datos de proteomas y transcriptomas de glándulas de veneno para serpientes viperidas hasta la fecha.

Utilizando especímenes de historia natural, los investigadores compararon la complejidad del veneno con las dietas de las especies de serpientes.

"Tener una base de datos de presas basada en especímenes de historia natural fue primordial porque no podríamos haber hecho este trabajo sin esas colecciones de museo. No podríamos haber construido un marco filogenético comparativo para comparar la dieta y la historia evolutiva de las serpientes sin ellas", dijo Parkinson, que tiene un cargo doble en el Departamento de Silvicultura y Conservación del Medio Ambiente de la Facultad de Agricultura, Silvicultura y Ciencias de la Vida.

Mantener dichos cambios de complejidad del veneno en asociación con la diversidad filogenética de las dietas de serpientes, con la evolución de venenos más simples y más complejos. El estudio muestra que la cantidad de divergencia entre las especies de presas es importante para la evolución de los venenos objetivo, en lugar de solo diferenciasentre las especies de presa o los principales grupos taxonómicos, independientemente de su relación filogenética.

Algunos estudios previos han insinuado que la dieta probablemente causó variaciones en el veneno entre las serpientes usando datos gruesos. Este proyecto utilizó datos genéticos de glándulas de veneno para más de 250 serpientes individuales, una muestra más densa que cualquier otro estudio hasta la fecha. Los investigadores también compilaron una detalladabase de datos de presas. La combinación de estos datos facilitó la comprensión de la causa de la variación del veneno.

"Debido a que usamos herramientas de secuenciación de próxima generación, podríamos hacer más que contar el número de componentes en el veneno. Podríamos acercarnos mucho más a las secuencias genéticas que contribuyen a este rasgo en estos taxones, que no se habíanhecho antes ", dijo Holding.

El estudio mostró que la diversidad de la dieta predice la complejidad expresada en tres de las cuatro familias de genes de veneno más grandes en los venenos de víbora. Las serina proteasas, metaloproteinasas y fosfolipasas tenían una relación positiva, lo que significa que cuanto más diversa es la dieta de la serpiente, más complejo es su veneno. Perola dieta no tuvo el mismo efecto sobre las lectinas de tipo C. La diversidad de la dieta representa entre el 25 y el 40 por ciento de la variación en la complejidad del veneno.

"Generamos nuevas preguntas para que otros investigadores las aborden, como por qué las lectinas de tipo c siguen un patrón de relación con la diversidad de la dieta diferente al de otras familias de genes y qué explica las tres cuartas partes restantes de variación en la complejidad del veneno para las que estamosincapaz de dar cuenta ", dijo Holding.

Dado que los medicamentos derivados del veneno de serpiente se usan para tratar enfermedades cardíacas, presión arterial alta y coágulos sanguíneos en humanos, cuanto mejor comprendan los científicos el veneno, es más probable que puedan usarlo para crear medicamentos humanos.

"Vemos el potencial aguas abajo para usos médicos o terapéuticos. Pero lo que nos emociona es preguntarnos, '¿Por qué hay tantos tipos de serpientes en primer lugar, y dentro de esas serpientes, por qué hay tantos tipos de veneno que¿Tienen tantos efectos en las presas o en las personas? '", dijo Holding.

Este proyecto fue apoyado por la National Science Foundation y la Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no necesariamente representa las opiniones oficiales de las organizaciones de apoyo.


Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Universidad de Clemson . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.


Referencia de la revista :

  1. Matthew L. Holding, Jason L. Strickland, Rhett M. Rautsaw, Erich P. Hofmann, Andrew J. Mason, Michael P. Hogan, Gunnar S. Nystrom, Schyler A. Ellsworth, Timothy J. Colston, Miguel Borja,Gamaliel Castañeda-Gaytán, Christoph I. Grünwald, Jason M. Jones, Luciana A. Freitas-de-Sousa, Vincent Louis Viala, Mark J. Margres, Erika Hingst-Zaher, Inácio LM Junqueira-de-Azevedo, Ana M. Moura-da-Silva, Felipe G. Grazziotin, H. Lisle Gibbs, Darin R. Rokyta, Christopher L. Parkinson. Las dietas filogenéticamente diversas favorecen los venenos más complejos en las víboras de pitón de América del Norte . Actas de la Academia Nacional de Ciencias , 2021; 118 17: e2015579118 DOI: 10.1073 / pnas.2015579118

cite esta página :

Universidad de Clemson. "La complejidad del veneno de serpiente es impulsada por la dieta de la presa". ScienceDaily. ScienceDaily, 19 de abril de 2021. .
Universidad de Clemson. 2021, 19 de abril. La complejidad del veneno de serpiente es impulsada por la dieta de la presa. ScienceDaily . Obtenido el 19 de abril de 2021 de www.science-things.com/releases/2021/04/210419195312.htm
Universidad de Clemson. "La complejidad del veneno de serpiente es impulsada por la dieta de la presa". ScienceDaily. Www.science-things.com/releases/2021/04/210419195312.htm consultado el 19 de abril de 2021.

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