Равлики-конуси заманюють черв’яків феромонами

Равлики-конуси заманюють черв'яків феромонами
Імператорські конуси - це поодинокі тварини, активні переважно вночі.

Молюск Conus imperialis приманює жертву речовиною, що нагадує їй феромони, потім вбиває отрутою і поїдає, про що написали в Science Advances.

Оманливі статеві феромони синтезуються в тих же залозах равлика, де і виробляється отрута. Незвичайну мисливську стратегію лише одного виду конусів вже вдалося науково підтвердити, але, судячи з усього, схожа адаптація є і у деяких інших представників цього роду.

Равлики-конуси заманюють черв'яків феромонами
Імператорський конус (Conus imperialis) вистрілює феромонами в сторону поліхети

Морські равлики з сімейства конусів (Conidae) – грізні хижаки, які харчуються безхребетними та рибою. Зазвичай ці молюски чекають жертву в засідці, а потім за допомогою видозмінених зубів-радул вводять в її тіло швидкодіючу отруту. Конотоксин – це складна суміш пептидних токсинів і вважається однією з найсильніших отрут в дикій природі, в більшості своїй яка націлена на іонні канали жертви.

Деякі рибоїдні види конусів використовують ще більш витончену стратегію: вони широко розкривають еластичну пащу і чекають, коли потенційна здобич сама запливе всередину. Після цього викидає в воду молекули-релаксанти, включаючи аналоги швидкодіючого інсуліну, в результаті чого риба розслабляється і втрачає пильність, що дозволяє конусу вбити її без проблем отруйним уколом і з’їсти.

Проте більшість конусів спеціалізується не на хребетному видобутку, а на черв’яках. Мисливська поведінка таких видів вивчена набагато менше. Але зоологи вже знають, що, наприклад, у імператорського конуса отруйна залоза розділена на дві частини, дистальну і проксимальну, в яких виробляється отрута різна за складом: в проксимальній частині – класичний конотоксин, а в дистальній – суміш малих молекул, включаючи нейромедіатор серотонін і унікальний для конусів генуанін.

З якою метою використовуються твариною ці молекули? Розібратися в цьому питанні вирішила команда фахівців на чолі з Еріком Шмідтом (Eric W. Schmidt) із Університету Юти. Вчені зібрали зразки імператорських конусів біля берегів Філіппін, Гаваїв, Тайваню, Вануату та Папуа – Нової Гвінеї і проаналізували хімічний склад вмісту дистальної частини отруйних залоз. Виявилося, що в отруті домінує вже відомий генуанін, а також дві нові для науки молекули, які отримали назви коназолій A і B.

Дослідники звернули увагу, що коназолій A і генуанін за хімічним складом нагадують овотіол, сечову кислоту та інозин. Ці речовини є феромонами, які стимулюють спаровування у поліхети (багатощетинкові черви). Шмідт зі співавторами припустили, що малі молекули в отруті імператорських конусів є імітацією феромонів черв’яків, яких обманом заманюють в пастку.

Для перевірки цієї ідеї вчені поставили експеримент. На жаль, у них не вийшло знайти поліхету Amphinomidae на потрібній стадії розвитку, яких полюбляють імператорські конуси. Тому в якості жертви науковці використали нерєїсів Platynereis dumerilii – давно популярний вид лабораторних тварин, феромони яких схожі на коназолій A і генуанін. До того ж додатковий аналіз вмісту шлунків декількох імператорських конусів підтвердив, що вони також вживають в їжу поліхету із загону Phyllodocida, до якого належить Platynereis dumerilii.

Коли в акваріуми з самцями Platynereis dumerilii додавали сечову кислоту, типовий феромон цього виду, ці тварини викидали сперму. Аналогічну реакцію викликав генуанін із отруйних залоз конусів. Самиці Platynereis dumerilii також виявилися сприйнятливими до отрути хижих равликів, але до іншого її компоненту. Після того як дослідники додали в акваріуми самок коназолій A, особини жіночої статі почали плавати колами. Саме таку поведінку викликає у самиць Platynereis dumerilii овотіол, який виділяють самці цього виду.

Проведені авторами спостереження за імператорськими конусами в лабораторії узгоджувалися з ідеєю про використання фальшивих феромонів при полюванні на поліхету – один з молюсків загарпунив хробака і витягнув його з вузької пластикової трубки. Це навело вчених на думку, що за допомогою генуаніна і коназолія A конуси виманюють поліхету з укриття.

Щоб більше дізнатися про оманливу речовину равликів, Шмідт із співавторами вивчили транскриптоми отруйних залоз імператорського конуса. Виявилося, що в їхній дистальній частині дуже активно експресується ген conA – гомолог гена ovoA, який кодує овотіол. Дослідники впровадили цей ген в кишкову паличку і отримали речовину – попередник овотіола. Так вдалося підтвердити, що conA відіграє важливу роль в синтезі коназолія A, а фальшиві феромони виробляються епітелієм дистальної частини отруйної залози. Автори також встановили, що гомологи ovoA занадто експресуються в отруйних залозах дев’яти інших видів конусів – можливо, і вони приманюють черв’яків імітацією феромонів під час полювання.

Цікаво, що команді Шмідта вдалося виділити коназолій A не з усіх примірників імператорських конусів. Більш ретельний аналіз показав, що вміст дистальної частини отруйної залози у молюсків з різної глибини також різниться. Примірники з відносно глибоких і холодних вод синтезують генуанін і обидва види коназолія, а їхніми родичами з теплого мілководдя не виробляється коназолій A і B – замість цього в їхній отруті знайшли нейроактивні амінокислоти і нейромедіатори.

Оскільки конуси з різних глибин відрізняються за розміром (глибоководні більш дрібніші), будовою і малюнком раковини, а також мають різне забарвлення отруйних залоз, дослідники припустили, що ці тварини представлені генетично ізольованими популяціями з різними мисливськими стратегіями. Генетичний аналіз підтвердив цю гіпотезу. На думку авторів, глибоководні і мілководні популяції імператорських конусів розійшлися один від одного досить сильно, щоб їх можна було вважати одним видом.

Раніше використання фальшивих феромонів під час полювання було відзначено і у павуків-боладорів з роду Mastophora – боладори виділяють летючі речовини, які їхні жертви-комахи застосовують для залучення партнерів. Однак, на відміну від павуків, равлики-конуси синтезують не самі феромони поліхети, а їхні більш стабільні аналоги, які за рахунок повільного розпаду діють в організмі жертви більш ефективно.

Сьогодні біологи активно вивчають отруту молюсків-конусів, оскільки це може стати основою для різних ліків. Наприклад, науковці вже використовують інформацію про отруту географічного конуса (Conus geographus), щоб створити мініатюрну версію інсуліну, яка діє в кілька разів швидше за людський (ефект досягається за рахунок того, що міні-інсулін не здатний утворювати комплекси з декількох молекул).

Джерело