Wielodyscyplinarny zespół badaczy z Vrije Universiteit Brussel, University of Mons, VIB-VUB Center for Structural Biology i KU Leuven rozszyfrował jedną z najbardziej fascynujących, ale najmniej poznanych adaptacji obronnych w królestwie zwierząt: klej. W niedawno opublikowanym artykule w Komunikacja przyrodniczadonoszą, w jaki sposób zmiany w strukturze i ekspresji dwóch białek leżą u podstaw równoległej ewolucji klejów obronnych w odległych liniach rozwojowych żab.
Od tradycyjnej medycyny po szamańskie rytuały, żaby i ropuchy mają długą historię w ludowych opowieściach i mitach z całego świata. Jedną wspólną cechą wszystkich tych kultur jest kluczowa rola gruczołów jadowych żaby, a w szczególności wytwarzanych przez nie substancji chemicznych. „Do tej pory badania nad wydzielanymi przez skórę płazów mechanizmami obronnymi skupiały się na cząsteczkach, które działają jak toksyny”, mówi badaczka VUB Shabnam Zalman. „Poza tym, że są dostawcami trucizny, niewielka liczba żab opracowała mniej znaną (i znacznie bardziej lepką) strategię przetrwania”.
Badania Zaman i in. zaczęło się od obserwacji, że niektóre płazy, gdy są atakowane przez drapieżnika, bronią się, produkując bardzo lepki płyn ze swojej skóry. Ta substancja – zasadniczo lepki szlam – szybko zamienia się w klej w ciągu kilku sekund, co sprawia, że drapieżnikowi niemal niemożliwe jest połknięcie żaby.
Kleje żabie są nadal słabo poznane zarówno naukowo, jak i w kulturze popularnej, w przeciwieństwie do wydzielin klejących pająków i innych bezkręgowców. Wykorzystując technologie od klocków Lego po mikroskopy o dużej mocy, Zaman i in. postanowili rozwikłać zagadkę naukową. Ich badanie stanowi pierwszą dogłębną charakterystykę białka kleju kręgowców i identyfikuje interakcje białko-białko, które podtrzymują siłę klejenia i kohezji kleju. Wyniki te mogą zainspirować rozwój przyszłych klejów biomimetycznych, które naśladują tę siłę do zastosowań medycznych lub biotechnologicznych, w sposób zarówno nietoksyczny, jak i przyjazny dla środowiska.
Kolejne ciekawe odkrycie dokonane przez Zamana i in. pokazuje, jak zmieniająca się ekspresja genów była decydującym czynnikiem, który napędzał powtarzającą się ewolucję klejów płazów. Podczas gdy inne zwierzęta produkujące klej wyewoluowały własne unikalne kleje, autorzy pokazują, jak różne linie żab rekrutowały te same, istniejące wcześniej białka. To odkrycie wydaje się przeczyć prawdopodobieństwu i ukazuje kleje płazów jako przykład skrajnego determinizmu ewolucyjnego.
Łatwo zrozumieć, dlaczego żaby przetrwały jako symbole transformacji i rekreacji w różnych kulturach: nie tylko cykl ich życia obejmuje metamorfozę od kijanki do dorosłego osobnika, ale także zrzucają skórę przez cały okres wzrostu. Teraz Zaman i in. odkryli, w jaki sposób niektóre żaby potrafią dalej przetwarzać istniejące składniki, tworząc w ten sposób nowe, lepkie mikstury, co dowodzi, że żabie kleje są niezwykłą nowością w dziedzinie broni obronnej zwierząt.
‘024 -49917-3
#bioadhezyjne #pomidoroważka #ewolucyjnepatyczki #klejebiologiczne #żabiklej #lepkieżaby
