لدغة كاتربيلر غامض “مثل الضرب بمضرب بيسبول” ، والآن نحن نعرف السبب
لا تنخدع بمظهر كاتربيلر البريء: معطفه الرقيق يخفي أشواك تشبه الخنجر بسم مؤلم يستقبل العشرات من الناس في الولايات المتحدة كل عام.
الآن ، اكتشف العلماء بروتينات في سم هذه اليرقات والتي قد تفسر كيف تحزم المخلوقات ذات الشعر الخشن مثل هذه اللكمة.
قال المؤلف الرئيسي للدراسة: “حسب القصص المتناقلة ، الألم سيء للغاية” أندرو ووكر، الباحث في معهد جامعة كوينزلاند للعلوم البيولوجية الجزيئية في أستراليا ، قال لـ Live Science. “الألم طويل الأمد ويقال إنه مؤلم ؛ يصفه الناس بأنه مثل لمس الفحم أو التعرض لصدمة قوية ، مثل الضرب بمضرب بيسبول.”
اليرقات Asp ، والمعروفة أيضًا باسم اليرقات الصديدية بسبب مظهرها الفروي، هي يرقات العث. أشواكهم السامة المخفية هي آلية دفاع ضد الحيوانات المفترسة. للدراسة التي نشرت يوم الاثنين (10 يونيو) في المجلة PNASقام الباحثون بفحص السم من يرقات عثة الفانيلا الجنوبية (Megalopyge opercularis) وعثة الفانيلا السوداء (م. كريسباتا). كلا النوعين شائعان في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وأجزاء من أمريكا الوسطى.
ذات صلة: اليرقات المشعرة السامة تغزو مين
قال ووكر إن سمهم يحتوي على بروتينات ترتبط بالخلايا بمجرد حقنها ، والتي ترسل بعد ذلك إشارات ألم “فائقة القوة” إلى الدماغ. في حين أن هذا هو المسار المعتاد ل السم، بروتينات اليرقات asp – المسماة “megalysins” – تغير شكلها قبل ثقب الخلايا.
قال ووكر: “إنهم يشكلون شيئًا مثل كعكة صغيرة ويثقبون ثقبًا في الزنزانة”. “نعتقد أنه عندما يثقبون ثقوبًا في الخلايا ، فإن هذا يتحول [the cells] على إرسال إشارات الألم القوية هذه إلى الدماغ “.
يمكن أن تتلاشى اللكمة المؤلمة للسموم لتتحول إلى شكل هذه البروتينات لتتحول إلى شكل دونات أثناء حفرها في خلايا الضحية – وهي آلية لوحظت أيضًا في بعض البكتيريا ، مما يشير إلى أصل مشترك للسموم في البكتيريا واليرقات.
قال ووكر: “إن بنية هذه السموم المسببة للألم مطابقة تقريبًا للسموم الناتجة عن البكتيريا”. “وجدنا أن الجين المشفر لهذه السموم قد تم نقله من بكتيريا إلى أسلاف هذه اليرقات منذ مئات الملايين من السنين ، ثم تم تجنيده لاحقًا كسم سام.”
من المحتمل أن تنتمي البكتيريا التي نقلت الجين قبل 400 مليون سنة إلى مجموعة تسمى بكتيريا Gammaproteobacteria ، والتي تشمل الأنواع المسببة للأمراض – مثل الإشريكية القولونية وبعض سلالات السالمونيلا – التي تثقب أيضًا ثقوبًا في الخلايا. ربما كان المتلقي ممثلاً مبكرًا لمجموعة من الحشرات تسمى Ditrysia ، والتي تنتمي إليها جميع العث والفراشات الحية تقريبًا.
بكتيريا يمكنهم إدخال الحمض النووي الخاص بهم في جينوم الكائنات الحية الأخرى في عملية تُعرف باسم النقل الأفقي للجينات (على عكس نقل الجينات العمودي ، وهو عندما ينقل الآباء جيناتهم إلى نسلهم). ولكن من النادر جدًا أن تنقل البكتيريا مادة وراثية إلى كاتربيلر ، وأن تنقلها هذه اليرقة إلى أحفادها ، لأنه يجب تلبية العديد من الشروط ، على حد قول والكر.
كان على البكتيريا أن تتلامس مع اليرقة عن طريق إصابتها ، على سبيل المثال ، ثم إدخال الحمض النووي في نوى خلايا المضيف. وأوضح والكر: “لكن ليس فقط أي خلايا”. “يجب أن تكون تلك الخلايا هي التي ستتطور إلى حيوانات منوية وبويضات ، بحيث يمكن نقلها إلى أحفاد تلك اليرقة عندما تكبر وتصبح عثة.”
يسلط هذا الاكتشاف الضوء على دور عمليات نقل الجينات الأفقية في تطور سموم الحيوانات وعلى عالم مدروس من اليرقات والعث. وقال والكر إنه في حين أنه لا يزال من غير الواضح كيف حدث النقل ، فإنه بشكل عام “لا ينبغي أن يحدث وهذا هو سبب ندرة حدوثه”.
