กบพิษเหล่านี้หลีกเลี่ยงการวางยาพิษได้อย่างไร

พวกเขาวิวัฒนาการน้ำตกของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมหลายอย่าง

กบโผพิษมักจะโฆษณาธรรมชาติที่เป็นพิษของพวกมันด้วยผิวสีสดใส สารเคมีที่เป็นพิษจากกบเหล่านั้นสามารถฆ่ามนุษย์ได้ อย่างไรก็ตามมันไม่เป็นอันตรายต่อกบ การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าสำหรับกบบางตัว การพัฒนาวิธีการผลิตและใช้อาวุธป้องกันนี้ต้องแลกมาด้วยราคา

การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมได้ปกป้องกบกลุ่มหนึ่งจาก epibatidine (Ep-ih-BAT-ih-deen) เป็นสารพิษร้ายแรงที่กบได้มาจากการรีไซเคิลสารพิษบางชนิดในอาหารของพวกมัน แต่การเปลี่ยนแปลงที่ทำให้กบไม่โดนพิษจากสารเคมีนี้ ยังขัดขวางสารเคมีสำคัญ ซึ่งทำหน้าที่ถ่ายทอดข้อความในสมองของมัน อย่างไรก็ตาม กบสามารถหลีกเลี่ยงผลข้างเคียงที่อาจสร้างความเสียหายได้ จำเป็นต้องมีการพัฒนาการปรับแต่งทางพันธุกรรมเพิ่มเติมบางอย่าง นักวิจัยอธิบายว่าการปรับแต่งเหล่านั้นมีอะไรบ้างใน 22 กันยายน Science

การศึกษาอื่น ๆ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ช่วยให้กบต่อต้านพิษของสารพิษบางชนิด แต่การศึกษานี้ “ช่วยให้คุณมองลึกลงไปได้” บุทช์ โบรดี้กล่าว เขาเป็นนักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียในชาร์ลอตส์วิลล์ เขาไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัย แต่จากการศึกษานี้ เขาตั้งข้อสังเกตว่า อาจเห็นผลเต็มที่จากการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้น

กบพิษ

กบปาลูกดอกพิษจำนวนมากมีสารอัลคาลอยด์เป็นพิษซึ่งเป็นสารเคมีชนิดหนึ่งอยู่ในผิวหนัง มันปกป้องพวกเขาจากการถูกกินโดยผู้ล่า ส่วนผสมที่ใช้ทำสารพิษเหล่านี้มาจากอาหารของกบ และสารพิษอาจแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์ ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักวิจัยได้ศึกษากบที่มี epibatidine มีศักยภาพมากจนเพียงไม่กี่ล้านกรัมสามารถฆ่าหนูได้

การศึกษาก่อนหน้านี้ได้ศึกษาว่ากบมีพิษมีความทนทานต่อสารพิษที่พวกมันมีอยู่ได้อย่างไร พวกเขาพบว่าร่างกายของกบเปลี่ยนแปลงโปรตีนที่สารพิษเหล่านี้จับ การผูกมัดนั้นจำเป็นสำหรับสารพิษที่จะทำอันตราย การเปลี่ยนโครงสร้างย่อยของโปรตีนหรือกรดอะมิโนบางส่วนออกจะเปลี่ยนรูปร่างของโปรตีนนั้น นี้สามารถป้องกันไม่ให้สารพิษจับกับโปรตีน แต่การเปลี่ยนแปลงนั้น Rebecca Tarvin ตั้งข้อสังเกต อาจมีผลข้างเคียงที่ไม่ได้ตั้งใจ Tarvin เป็นนักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่ทำงานในโครงการนี้ที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสในออสติน

Acetylcholine (Ah-SEE-tul-KO-leen) เป็นสารเคมีที่สำคัญสำหรับการทำงานของสมองปกติ มันทำงานโดยจับกับโปรตีนบางชนิดในสมอง Epibatidine จับกับโปรตีนชนิดเดียวกัน และการเปลี่ยนแปลงที่กบวิวัฒนาการมาเพื่อปกป้องโปรตีนเหล่านั้นจากพิษของอิบิบาติดีนควรป้องกันไม่ให้พวกมันตอบสนองต่ออะเซทิลโคลีนอย่างถูกต้อง แต่มันไม่ได้ เพื่อหาสาเหตุว่าทำไม Tarvin และเพื่อนร่วมงานของเธอจึงมุ่งเน้นไปที่กรดอะมิโนที่ร่างกายของกบใช้ในการสร้างโปรตีนในสมองเหล่านั้น โปรตีนดังกล่าวเรียกว่าอะซิติลโคลีน

สูตรกรดอะมิโนของตัวรับเหล่านั้นแตกต่างกันระหว่างสายพันธุ์ของกบพิษที่ดื้อต่อ epibatidine และญาติสนิทที่ไม่ใช่

เพื่อดูว่าการเปลี่ยนแปลงใดมีความสำคัญมากที่สุด พวกเขาทำงานร่วมกับยีนจากมนุษย์ที่สร้างตัวรับนั้น (มนุษย์ไม่ดื้อต่อ epibatidine) พวกเขาใส่ยีนเหล่านั้นลงในไข่กบ จากนั้นพวกเขาก็ดัดแปลงยีนเหล่านั้น สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการแทนที่กรดอะมิโนบางตัวในรหัสของมนุษย์ด้วยการแทนที่ที่พบในกบพิษ ที่ทำให้พวกเขากลับบ้านในการเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนเพียงครั้งเดียวที่ป้องกันตัวรับจาก epibatidine

แต่การเปลี่ยนแปลงนั้นไม่ใช่จุดสิ้นสุด แต่กลับกลายเป็น Cecilia Borghese อธิบายว่า “เราสังเกตเห็นว่าการแทนที่กรดอะมิโนตัวใดตัวหนึ่งใน [โปรตีน] ของมนุษย์ทำให้สามารถต้านทาน epibatidine ได้” Cecilia Borghese อธิบาย เธอเป็นนักประสาทวิทยาที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสซึ่งทำงานในโครงการนี้ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวส่งผลต่อวิธีที่โปรตีนตัวรับมีปฏิสัมพันธ์กับ acetylcholine ทั้งสารพิษและสารเคมีในสมองจับกับโปรตีนส่วนเดียวกัน “มันเป็นสถานการณ์ที่ละเอียดอ่อนมาก” เธอตั้งข้อสังเกต แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนจะปกป้องตัวรับจากสารพิษของกบ แต่ก็ยังทำให้อะซิติลโคลีนเกาะติดยากขึ้น

นั่นน่าจะป้องกันไม่ให้สารเคมีในสมองทำหน้าที่ของมันได้ แต่กบก็ดูปกติดี

การวิจัยเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าทำไม สูตรกรดอะมิโนสำหรับโปรตีนตัวรับแตกต่างกันที่อื่นเช่นกัน นักวิจัยพบว่าการเปลี่ยนแปลงพิเศษเหล่านี้ดูเหมือนจะชดเชยผลกระทบใด ๆ ของการเปลี่ยนแปลงการต่อต้านสารพิษ ผลที่ได้คือโปรตีนที่ไม่ยอมให้สารพิษจับ แต่ยังคงตอบสนองต่ออะซิติลโคลีนตามปกติ

การเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนที่จำเป็นในการปกป้องกบจากสารพิษนี้ ดูเหมือนว่าจะมีวิวัฒนาการมาสามครั้งในกบพิษ Tarvin กล่าว สัตว์สามสายพันธุ์ที่แตกต่างกันมีภูมิคุ้มกันต่อพิษ พวกเขาทั้งหมดได้รับภูมิคุ้มกันนั้นโดยพลิกสวิตช์เดียวกัน แต่การเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมที่ทำให้พวกเขายังคงตอบสนองต่อ acetylcholine ได้ตามปกตินั้นแตกต่างกันในสามกลุ่ม

มัน “เจ๋ง” โบรดี้กล่าว “สวิตช์อื่นๆ เหล่านี้ไม่เหมือนกัน” เขากล่าว แต่ก็ได้ประโยชน์เช่นเดียวกัน

 

ผึ้งอาจกัดใบไม้เพื่อกระตุ้นให้พืชผลิบาน

ในภาวะขาดแคลนเกสรดอกไม้ ผึ้งสามารถทำให้มะเขือเทศบานเร็วโดยการกัดใบไม้

นี่คือเคล็ดลับสำหรับภมรในการทำให้ต้นพืชช้าบานเร็ว แค่กัดใบของมัน

 

ผึ้งอย่างน้อยสามสายพันธุ์ใช้ปากเพื่อตัดเศษกระดาษออกจากใบพืช Consuelo De Moraes กล่าวว่าการกัดใบไม้นี้พบได้บ่อยมากขึ้นเมื่อมีปัญหาการขาดแคลนละอองเกสร เธอเป็นนักนิเวศวิทยาเคมีและนักกีฏวิทยาที่ทำงานที่ ETH Zurich ในสวิตเซอร์แลนด์ ทีมงานของเธอรายงานการค้นพบนี้ใน Science 22 พฤษภาคม

 

De Moraes และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ทำการทดลองกับพืชมัสตาร์ดและมะเขือเทศ พืชที่ผึ้ง Bombus terrestris กัดกินจะบานเร็วกว่าพืชที่ไม่ถูกกัดเป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ สำหรับภมรเหล่านี้ การเร่งเวลาออกดอกอาจเป็นเครื่องช่วยชีวิตได้ เมื่อพยายามสร้างอาณานิคมในต้นฤดูใบไม้ผลิ ผึ้งอาศัยเกสรดอกไม้เป็นแหล่งโปรตีนในการเลี้ยงลูกของพวกมัน

 

Foteini Paschalidou เป็นนักนิเวศวิทยาที่สถาบันวิจัยการเกษตรแห่งชาติของฝรั่งเศสในแวร์ซาย-กริญง เธอเป็นสมาชิกทีมคนแรกที่ให้ความสนใจกับพฤติกรรมนี้ เธอกำลังทำงานในบ้านในโครงการอื่นที่มีผึ้ง B. terrestris ในกรง ในตอนแรก เดอ โมเรสกังวล “มีอะไรผิดปกติกับพวกเขาเหรอ?”

 

ซัพพลายเออร์ของผึ้งและเกษตรกรบางคนที่ใช้พวกมันผสมเกสรพืชผลทำให้นักวิจัยมั่นใจว่าการกัดเกิดขึ้นที่อื่น แม้ว่าทีมงานจะไม่พบเรื่องราวใด ๆ ในเอกสารทางวิทยาศาสตร์

ผึ้งกัด

เพื่อทดสอบความเชื่อมโยงระหว่างการกัดใบกับการขาดแคลนละอองเกสร นักวิจัยได้ทำการทดสอบผึ้งในกรง ประการแรกพวกเขากีดกันแมลงเกสรเป็นเวลาสามวัน จากนั้นนักวิจัยได้ดักจับภมรด้วยพืชที่ไม่บาน ผึ้งเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเจาะรูในใบไม้มากกว่ากลุ่มผึ้งที่หึ่งอยู่ท่ามกลางพืชที่มีดอกไม้มากมาย เมื่อนักวิจัยเปลี่ยนสถานการณ์ของผึ้ง ตอนนี้แมลงที่ติดอยู่โดยไม่มีดอกบานก็เริ่มกัดกินใบไม้

 

ทีมงานยังได้ทำการทดสอบบนหลังคาของอาคารแล็บ ที่นั่นผึ้งมีอิสระที่จะแสวงหาดอกไม้ในที่ปลูกบนดาดฟ้าและที่อื่นๆ การทดสอบเหล่านี้ยังเชื่อมโยงการขาดแคลนละอองเกสรและการกัดใบเพิ่มขึ้น

 

ความคิดที่ว่าผึ้งสร้างความเสียหายให้กับใบไม้สามารถเริ่มต้นการออกดอกอย่างรวดเร็ว แต่เดิมทำให้ Mark Mescher เป็นช็อตยาว Mescher เป็นผู้เขียนร่วมเช่นกันที่ ETH Zurich ทว่าในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ ต้นมะเขือเทศถูกเจาะ 5-10 ครั้งโดยผึ้งที่ปราศจากละอองเกสรซึ่งบานก่อนเวลาโดยเฉลี่ย 30 วัน เมื่อเทียบกับพืชที่ไม่เสียหาย แต่เวลาเร่งความเร็วแตกต่างกันไปตามพันธุ์พืช ตัวอย่างเช่น มัสตาร์ดสีดำผึ้งนิโกร (Brassica nigra) บานก่อนเวลาประมาณ 16 วันเท่านั้น

 

การเร่งความเร็วในพืชที่มีผึ้งรบกวนนี้ไม่น่าแปลกใจเลย เขาชี้ให้เห็นถึงความเครียดประเภทอื่น ความเครียดเหล่านั้นรวมถึงความแห้งแล้ง สารอาหารที่ขี้เหนียว และการจู่โจมจากแมลงกินใบ แต่วิธีที่ผึ้งกัดอาจแตะนาฬิกาภายในที่กระตุ้นให้พืชเปลี่ยนจากการออกดอกเป็นดอกยังคงเป็นคำถามใหญ่

 

นักวิทยาศาสตร์กำลังรอด้วยคีมและมีดโกนบนหลังคาห้องแล็บพยายามเลียนแบบกิจกรรมของผึ้งในแบบเรียลไทม์ กัดทีละคำ บนพืชเปรียบเทียบ แต่นักวิทยาศาสตร์ได้อัตราเร่งเพียงเล็กน้อยในมัสตาร์ดดำ และไม่มีการเปลี่ยนแปลงในมะเขือเทศอย่างแท้จริง ดังนั้นอาจมีบางสิ่งที่พิเศษในการถูกผึ้งกัด

ในอุบัติเหตุที่มีความสุข การทดลองกลางแจ้งดึงดูดการเยี่ยมชมจาก Bombus อีกสองสายพันธุ์ ผึ้งเหล่านั้นตรวจดูพืชที่เสนอและเจาะรูในใบไม้ด้วย นั่นเป็นการยืนยันว่าการกัดแทะใบไม้ไม่ได้เป็นเพียงเรื่องแปลกของธุรกิจผึ้งเท่านั้น อย่างไรก็ตาม นักดูภมรสองคนมาเป็นเวลานาน — Dave Goulson จาก University of Sussex ในอังกฤษ และ Lynn Adler จาก University of Massachusetts Amherst — กล่าวว่าพวกเขาไม่เคยสังเกตมาก่อน

 

Goulson กล่าวว่าเขารู้สึกทึ่งกับแนวคิดนี้ B. terrestris มักจะเจาะรูในส่วนของพืช แต่ในบริบทที่แตกต่างกันเล็กน้อย บางครั้งผึ้งเหล่านี้และผึ้งตัวอื่นๆ ไม่ควานหาน้ำหวานจากช่องเปิดของดอกไม้ตามธรรมชาติ แต่พวกเขาแค่กัดรูเล็ก ๆ ผ่านผนังด้านนอกของดอกไม้เพื่อจิบ “ฉันสามารถจินตนาการได้ว่าผึ้งที่หิวโหยไม่สามารถหาดอกไม้ได้อาจพยายามกัดใบไม้ด้วยความสิ้นหวัง” เขากล่าว การกัดดอกไม้อาจกลายเป็นการกัดใบไม้ อย่างไรก็ตาม ตามที่ Mescher ชี้ให้เห็น มันอาจเกิดขึ้นในทางตรงข้ามได้เช่นกัน

 

ด้วยแนวคิดที่น่าสนใจเหล่านี้ เห็นได้ชัดว่าตอนนี้เป็นเวลาที่ดีที่จะไปดูผึ้ง

 

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ clicdulittoral.com