Wie kam der Skorpion seine Venom

(ISNS)--gingen Hunderte von Millionen Jahren, als die Vorfahren der Land Tiere kroch aus den Meeren und floppte auf ein ursprünglicher Strand, die sie schnell, dass gelernt überleben sie zu haben, um die Entwicklung neuer Instrumente für den Fang von Beute. Venom wurde eines dieser Tools.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass in den meisten alles, die erforderlich ist Fällen, um ein Protein wichtig machen, für das Leben in eine Substanz, die töten kann eine Mutation in einem Gen.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern haben entdeckt, dass das stimmt der Skorpione. Ein Team unter der Leitung von Shunyi Zhu des Zoologischen Instituts der chinesischen Akademie der Wissenschaften fand, dass eine gemeinsame Protein als Teil des Immunsystems des Skorpions verwendet den Ursprung der Skorpion-Gift.

Die Arbeit wird durch molekulare Biologie und Entwicklungonline veröffentlicht.

Es ist sehr wahrscheinlich, dass ein ähnlicher Prozess in der Entwicklung der meisten des Giftes in der Tierwelt beteiligt war, sagte Zhu.

Alle Skorpione haben ein Endstück, das Venom liefert. Die meisten werden nur einem menschlichen Opfer eine schlechte Tagen, sondern 25 der 1.700 bekannten Arten kann eine Person zu töten.

Zhu und seine Kollegen betrachteten Proteine in die Scorpions genannt Defensine, Verbindungen, die in vielen Pflanzen und Tieren, die Bakterien zu bekämpfen. Durch die Genetik der Aminosäuren in defensin Sequenzierung, fanden sie, dass alles dauerte es eine Änderung in einem einzelnen gen, drehen die defensin in einem Poison.

Wissenschaftler denken, die Skorpione an Land entstanden und wurden schließlich in den Ozean gefegt, entwickelte sich während der Zeit verbrachten sie dort und dann wieder zum Vorschein gekommen, vielleicht vor 400 Millionen Jahren.

"Ich schätze, dass die Entstehung von Toxinen aus Defensine eine Folge der Anpassung der Skorpione auf die verringerte Größe ist, die Schwierigkeit Beute zu fangen, wenn sie von den Meeren entstanden", sagte Zhu. Sie waren im Wasser größer aber körperlich schrumpfen im Laufe ihrer Entwicklung auf dem Festland, und es wurde schwerer zu töten und einige Beute zu fangen. So entwickelte sie Venom.

"Die Entwicklung des Giftes erlaubt ihnen in neue Nischen auszustrahlen", sagte Bryan Fry, Venom Evolution Laboratory an der University of Queensland in Australien. Die versteinerte Aufzeichnung zeigt die Marine Sorten recht groß waren.

"Durch den Umzug aufs Land, hatten sie eine Form der Beutefang," sagte Fry, ihre mächtigen Klauen Zange-Like. Aber aufmerksamkeitsstarke Beute mussten sie die Beute festhalten und das gefährdet die Scorpions. Das älteste und größte der Skorpione haben noch große Krallen und kleinen Schwänzen.

Die mehr evolutionär fortgeschrittenen Scorpions haben das Gegenteil: großen Schwänzen und kleinen Krallen. Sie handelten mechanische Mittel fangen Beute für die Fähigkeit einen chemischen Tod zuzufügen.

Das gleiche gilt auch für andere giftige Tiere wie Schlangen, sagte Fry, eine einfache Mutation führt zu einem Toxin. Alle Giftschlangen aus giftigen Echsen entwickelt, sagte er.

Riesige Schlangen, wie Boas und Pythons, ihres Giftes verloren haben, denn sie sind groß und mächtig genug, quetschen und zerkleinern als Mittel des Tötens zu verwenden und keine chemischen Hilfsmittel benötigen, große Beutetiere zu nehmen, sagte Fry.

Während des evolutionären Prozesses identisch sein, variieren die Ergebnisse.

Kobras Venom verwenden, um Nahrung zu fangen und eine elegante Reihe von chemischen Giftstoffen und eine äußerst effiziente Methode zur Bereitstellung der Venom entwickelt. Kobragift wird verhindert, dass das Nervensystem arbeiten, ersticken atmen und das Opfer zu ersticken, während gleichzeitig lähmt die Muskeln so "in der Zeit, die Sie erstickt sind, die Sie überall gehen können", sagte Fry.

Einige Schlangen, beispielsweise in Australien, spielen auf der Fähigkeit, Millionen von Blutgerinnseln, die ein menschliches Opfer zu Tode bluten verursachen.

Die Würfelquallen, fand vor der Küste von Australien, tötet durch Zufügen von Schmerzen mehr als ein Körper ertragen kann.

"Sie haben zwei Möglichkeiten, dies zu sterben", sagte Fry. "Erstens ist der Schmerz so groß, dass Ihr Körper sagt:"das war's, ich bin hier raus." Sie sterben innerhalb von zwei bis drei Minuten vom Schmerz. Sie gehen in einen Schockzustand. Wenn Sie den Schmerz zu überleben, kann die Venom selbst Sie eine halbe Stunde später töten."

Die Qualle Venom für Raub und eine leistungsstarke Version brauchen, damit ihre Fische Beute nicht entziehen kann. Andere Tiere, wie Stachelrochen oder Steinfische, verwenden ihres Giftes defensiv und verursachen Schmerzen, Raubtiere abzuschrecken.

Fry, selbst, hat gebissen worden von Giftschlangen 26 Mal, drei Mal von Stachelrochen und wurde beinahe von einem Skorpion im Amazonas getötet.

"Ich weiß, es ist ein guter Tag, weil ich lebe."

In Science News Service wird unterstützt durch das American Institute of Physics. Joel Shurkin ist ein freiberuflicher Schriftsteller mit Sitz in Baltimore. Er ist der Autor von neun Bücher über Wissenschaft und Wissenschaftsgeschichte und unterrichtete Wissenschaftsjournalismus an der UC Santa Cruz, Stanford University und der University of Alaska Fairbanks. Er twittert auf @shurkin.