Ondergrondse amfibieën werden immuun voor het slangengif van hun predatoren
Een internationaal team van wetenschappers, geleid door Kim Roelants van de VUB en Bryan Fry van de University of Queensland (Australië) heeft ontdekt dat tropische wormsalamanders zich evolutionair wapenden tegen het gif van gifslangen. Die gifslangen doken ongeveer 30 miljoen jaar geleden op in de warme biotopen waar ook wormsalamanders leven.
Net als andere amfibieën zijn wormsalamanders een gemakkelijke prooi voor roofdieren zoals slangen. Veel slangen gebruiken een sterk zenuwgif om hun prooi te vangen. Cobra’s, mamba’s en koraalslangen zijn hier beruchte voorbeelden van. Wormsalamanders zijn mysterieuze dieren die enkel in tropische gebieden zoals Zuid-Oost Azië, Afrika en het Amazone-woud leven. “Net als andere amfibieën zijn wormsalamanders gewervelde dieren”, zegt onderzoeker Kim Roelants van het Amphibian Evolution Lab van de VUB. “Ze zien er nochtans eerder uit als grote regenwormen. Veel soorten hebben geen zichtbare ogen. Hun wormachtig uiterlijk is een aanpassing aan een ondergronds bestaan: de meeste soorten komen praktisch nooit boven de grond. Ze zijn eigenlijk quasi onvindbaar. Het opsporen van de wormsalamanders is eigenlijk specialistenwerk: enkele van onze medewerkers zijn heel bedreven en trekken dan de jungle in met een spade of een schoffel om de dieren in hun ondergrondse leefruimte te verrassen. Hun onvindbaarheid is meteen de voornaamste reden waarom we heel weinig over hun biologie weten.”
Om te onderzoeken hoe wormsalamanders zich wereldwijd aanpasten aan het verschijnen van hun giftige predatoren, analyseerden de wetenschappers hun ‘acetylcholinereceptoren’. “Acetylcholinereceptoren zijn eiwitten in de zenuwcellen van alle gewervelde dieren, die instaan voor het doorgeven van zenuwprikkels”, zegt Roelants. “De neurotoxines in het gif van cobra’s en andere gifslangen blokkeren de werking van die eiwitten, waardoor zenuwprikkels niet meer kunnen doorgegeven worden naar spieren, met verlamming en de dood voor gevolg. Die werking is de voornaamste reden waarom het gif van veel tropische slangen ook zo gevaarlijk is voor mensen: onze acetylcholinereceptoren zijn namelijk zeer gevoelig aan neurotoxines.”
Uit het onderzoek, grotendeels uitgevoerd in het Amphibian Evolution Lab van de VUB, blijkt dat niet het geval voor een groot aantal wormsalamandersoorten: hun acteylcholinereceptoren zijn zo geëvolueerd dat ze resistent zijn geworden voor de neurotoxines van slangen, waardoor de dieren niet verlamd geraken en aan een gewisse dood kunnen ontsnappen. “Opmerkelijk is dat die aanpassingen herhaaldelijk (minstens 20 maal in verschillende soorten) zijn ontstaan en steeds in gebieden waar het risico op predatie door gifslangen groot is”, aldus Roelants. “De onderzoekers vonden geen resistentie in wormsalamanders die leven in regio’s waar nooit gifslangen voorkwamen, zoals op de Seychellen.”
Het onderzoek van de VUB en de Universiteit van Queensland illustreert mooi hoe het verschijnen van een nieuwe groep dieren wereldwijd de verdere evolutieve koers van andere diergroepen kan bepalen. De wetenschappers verwachten gelijkaardige patronen te vinden in een groot aantal andere dieren die blootgesteld worden aan het gevaar van gifslangen. Er zijn al enkele gekende voorbeelden zoals de resistentie van mangoesten voor het gif van de cobra en bij slangen voor hun eigen gif. Het onderzoek werd grotendeels uitgevoerd door Marco Mancuso in het kader van zijn Masterthesis in de opleiding biologie en vorige week gepubliceerd in het tijdschrift International Journal of Molecular Sciences.
Meer info
Kim Roelants, Amphibian Evolution Lab, Vrije Universiteit Brussel. E-mail: kim.roelants@vub.be. GSM: +32.473.34.84.69
Publicatie:
Mancuso M, Zaman Z, Maddock ST, Kamei RG, Salazar-Valenzuela D, Wilkinson M, Roelants K, Fry BG - Resistance Is Not Futile: Widespread Convergent Evolution of Resistance to Alpha-Neurotoxic Snake Venoms in Caecilians (Amphibia: Gymnophiona). Int. J. Mol. Sci. 2023, 24(14), 11353; https://doi.org/10.3390/ijms241411353.
