Wie haben sich Zootoxine entwickelt?

Ich habe mich schon immer gefragt, wie sich Toxine in bestimmten Organismen entwickelt haben. Insbesondere Organismen, die Toxine zur Abschreckung von Raubtieren produzieren, im Gegensatz zu Organismen, die sie verwenden, um ihre Beute zu lähmen.

Woher kommt diese Toxizität? Wie hat es sich zu dem entwickelt, was es heute ist?

Es muss eine langwierige Zeit gegeben haben, in der die Evolution das Toxin „getestet“ und „verfeinert“ hat. Vermutlich bis es für das Ziel einigermaßen wirksam war. Was sind die aktuellen populären Theorien dazu?

Alles und jedes ist in der richtigen Konzentration giftig, also gibt es wirklich kein erstes Toxin.
@John Es gibt einige Verbindungen, die in niedrigen Konzentrationen außergewöhnlich schädlich für andere Organismen sind, aber dem toxischen / giftigen Organismus scheinbar keinen Schaden zufügen. Das meinen wir hier mit einem Toxin. Darüber hinaus gibt es zu Ihrem Punkt ein so vielfältiges Spektrum an toxischen / giftigen Organismen, dass es wahrscheinlich viele Ereignisse mit evolutionärem Ursprung für toxische Substanzen gab.
Wenn ich Ihr Gehirn Ihren eigenen Verdauungsenzymen oder Ihrer Galle aussetzen würde, würde es beides zerstören. beides wäre unglaublich zerstörerisch für jeden anderen Teil Ihres Körpers. Es wäre irgendwo anders im Körper ein Gift, tatsächlich fangen viele Gifte so an. Andere Toxine sind dem Wirt einfach egal. Capsaicin ist das Öl, das Paprika scharf macht, aber es wirkt nur bei Säugetieren (bindet einen einzigartigen Rezeptor für Säugetiere), es macht nichts mit Vögeln, geschweige denn mit Pflanzen, also können die Pflanzen es natürlich ohne Probleme machen.
Grundsätzlich gibt es keinen Weg, an ein Toxin zu gelangen, jedes Toxin ist anders und hat sich auf unterschiedliche Weise aus verschiedenen Dingen entwickelt. Toxine haben sich viele Male entwickelt. Deshalb ist Ihre Frage verwirrend, es gibt keinen einzigen Toxinvorläufer und keinen einzigen Weg, ein Toxin zu entwickeln.

Antworten (2)

Gesamtübersicht.

Jedes Toxin und Gift hat wahrscheinlich sein eigenes evolutionäres „Wettrüsten“. Im Allgemeinen enthält ein Organismus eine Verbindung, die für andere Arten etwas schädlich ist. Wenn eine Räuber- oder Beuteart gegenüber niedrigen Dosen dieser Verbindung durch natürliche Selektion tolerant wird, könnte die Wirksamkeit der Verbindung (wiederum durch natürliche Selektion) auf molekularer Ebene oder auf einer Dosierungs- oder Konzentrationsebene erhöht werden.

Unten sind einige Beispiele dafür, wo dies der Fall geworden ist, und einige allgemeinere Beispiele dafür, wie sich Gift überhaupt entwickelt hat.

Beispiele.

Kalifornischer Newt.

Diese Molche enthalten Tetrodotoxin (das kennen Sie vielleicht vom Fugu-Fisch). Es wird von einer Art Strumpfbandnatter gejagt. Dies ist ein Wettrüsten wie aus dem Lehrbuch, da die Strumpfbandnatter von Natur aus so ausgewählt wurde, dass sie vorteilhafte Allele hat, die gegenüber dem Toxin tolerant sind .

Pfeilfrösche.

Der goldene Pfeilfrosch Phyllobates terribilis enthält genug Batrachotoxin, um 10 Menschen zu töten. Das ist offensichtlich ein Overkill für jedes Raubtier, dem es sicherlich begegnen müsste, insbesondere angesichts der Tatsache, dass das einzige lebende Tier, das gegen das Gift immun ist, der Frosch selbst ist. Die Schlange Liophis epinephelus kann jedoch massive Dosen von Batrachotoxin vertragen (obwohl ich gehört habe, dass es ziemlich schlecht wird, nachdem sie einen Frosch gegessen hat, ziemlich verständlich). Diese beiden Arten sind in ein Wettrüsten verwickelt, das die Frösche dazu treibt, einen unglaublich tödlichen Cocktail zu produzieren, und die Schlangen, immer toleranter zu werden.

Schlangen.

Modifizierte Schweißdrüsen wurden entwickelt, um die Beute so weit wie möglich zu schädigen, um sie zu immobilisieren, teilweise zu verdauen oder zu verteidigen. Es gibt Lehrbücher über Schlangengift und Toxine. Hier ist ein netter Artikel, den ich bei einer flüchtigen Suche gefunden habe, oder wenn Sie sich in das Thema vertiefen möchten (heh.), lesen Sie diesen Artikel .

Lange Rede kurzer Sinn: Giftsäcke sind modifizierte Speicheldrüsen von ungiftigen Schlangenvorfahren. Das Diagramm zeigt allgemein, wie modifiziert diese Apparate geworden sind!

Diagramm der Schlangengiftdrüse

Schnabeltier

Vergessen wir nicht die seltsamen und wunderbaren Monotreme. Es ist schwer genau zu bestimmen, was das Schnabeltier dazu gebracht hat, giftige Widerhaken an seinem Ellbogen zu entwickeln (als ich mich das letzte Mal damit befasste, war es immer noch umstritten, ob sie zur Verteidigung oder zur Jagd dienten).

Der Widerhaken eines Schnabeltiers an seinem Hinterbein

Aber was wir daraus lernen können, ist, dass Gift sich unabhängig entwickeln kann . Obwohl die giftproduzierenden Proteine ​​unterschiedlich sind, produzieren sie das gleiche Gift wie einige Schlangen.

Sortof. So wie jede Anpassung das Produkt einer kleinen Veränderung von etwas ist, das die Art bereits exprimiert, beginnen alle Toxine als etwas, das der Organismus zufällig als Teil seines Lebens produziert. Dann gibt es zwei Evolutionswege für nützliche Toxine:

  • Gifte - "Wenn du mich isst, wird es dir leid tun." Diese beginnen typischerweise als Metaboliten, die den Geschwistern eines Organismus einen Vorteil verschaffen, als Fluchthilfe dienen oder Raubtiere oder Parasiten nur leicht irritieren.
  • Gifte - "Wenn ich dich beiße, wird es dir leid tun." Diese beginnen typischerweise als Verdauungshelfer – Schleim oder Speichel.

Sobald es einen Vorteil gibt, eine Chemikalie auf eine bestimmte Weise zu exprimieren, kann sie als "eingeschlossen" betrachtet werden - Organismen mit dieser Eigenschaft haben eine bessere Überlebenschance, um sich zu reproduzieren, und werden sich daher vermehren. Wenn sich die Organismen, die dieses Toxin aufweisen, vermehren, ermöglichen Mutationen in ihren Nachkommen, die den Nutzen oder die Wirksamkeit des Toxins verbessern, diesen Organismen, besser zu überleben, und so weiter. So wird eine Speicheldrüse, die einst bei einer bestimmten Beuteart leichte Irritationen verursachte, zur wirbeltierlähmenden Giftdrüse eines Nachkommen.

Verweise

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