Ядовитые амфибии

Ядовитые свойтва кожных выделений амфибий были известны с давних времен - в частности, Авиценна описывал симптомы отравления жабьим ядом и возможности его использования для лечения некоторых болезней. В древнем Риме также использовали жаб для отравления, хотя и не всегда успешно. Форестус описал историю, когда некая женщина в Риме решила отравить своего мужа, страдавшего отечностью. Для этого она подсыпала ему в еду порошок высушенных и истолченных жаб, но вместо того, чтобы помереть, муж вскоре излечился от отечности. Американские индейцы также очень хорошо знали о ядовитости некоторых лягушек. Они смазывали ядом стрелы для духовых трубок и использовали их для охоты, в том числе и на ягуара - при этом смерть добычи наступала через 4-8 минут.

Наиболее токсичные (и наиболее ярко окрашенные - хорошо известный в природе факт предостерегающей окраски) амфибии живут в тропических лесах Южной Америки. Их английское название - Poison Dart Frogs или Poison Arrow Frogs - так и переводится - "лягушки отравленных стрел". Латинское название семейства - Dendrobatidae (Древолазы) - отражает другую их характеристику. Эти лягушки благодаря своей фантастической окраске быстро привлекли к себе внимание террариумистов и сейчас активно разводятся в террариумах. На фото справа изображен Dendrobates ventrimaculatus.

Тем не менее, среди обширного семейства дендробатесов, только 5 видов способны синтезировать уникальные по своим химическим и биологическим свойствам вещества - стероидные алкалоиды батрахотоксины. Все они относятся к роду Phyllobates (Листолазы), во многом именно благодаря этой их особенности. Из них три вида, живущие в Колумбии, содержат в коже достаточно токсинов, чтобы их можно было использовать для отравленных стрел. Наибольшее содержание алкалоидов было зафиксировано в коже Phyllobates terribilis (фото справа внизу) - 500 мкг батрахотоксина (формула слева внизу), 300 мкг гомобатрахотоксина и 200 мкг батрахотксинина А в одном экземпляре. Батрахотоксин является одним из сильнейших в мире натуральных токсинов нейро-паралитического действия. Для мыши его летальная доза составляет порядка 40 наннограмм (40 миллиардных долей грамма). Для крупного млекопитающего эта величина будет составлять порядка 100-500 микрограмм. Действие батрахотоксинов основывается на высокоспецифическом связывании с потенциал-зависимыми натриевыми каналами нервов или мышц, вызывающем их открывание и деполяризацию нерва или мышечного волокна. Натриевые каналы самих филлобатесов нечувствительны к батрахотоксинам. Используя Phyllobates terribilis как источник яда, индейцы просто проводили наконечником стрелы по спинке лягушки.

Из всех амфибий, включая дендробатид, батрахотоксины были найдены только у пяти видов Phyllobates. Их биосинтетический путь неизвестен, обнаружено только, что у содержащихся в террариуме лягушек уровень алкалоидов в коже постепенно снижается. Интересно, что в коже Phyllobates terribilis, родившихся в неволе, вообще не было обнаружено батрахотоксинов. Наиболее распространенная на сегодняшний день гипотеза предполагает зависимость биосинтеза и накопления алкалоидов в коже лягушек от их питания. В природе листолазы питаются мелкими насекомыми - муравьями, плодовыми мушками, москитами, сверчками и термитами. Будучи помещенными в неволю, они также получают сверчков и термитов, но алкалоиды не синтезируют. Возможно, необходимый для биосинтеза алкалоидов кофактор находится в содержимом пищеварительной системы насекомых, пойманных в природе, и не может быть компенсирован насекомыми, вырощенными в искуственных условиях. Другие гипотезы предполагают наличие в природе симбиотических микроорганизмов или влияние неизвестных факторов окружающей среды. Уровень батрахотоксинов у помещенных в террариум филлобатесов снижается не резко, а постепенно, в течении нескольких лет. Предположительно, это происходит потому, что они после линьки съедают старую кожу, частично восстанавливая таким образом содержание алкалоидов в новой.

Еще одним удивительным фактом является обнаружение гомобатрахотоксина в перьях птицы из рода Pitohui, живущей в лесах Новой Гвинеи (примерно 20 микрограмм/экземпляр). Туземцы считали эту птицу ядовитой и советовали удалить с нее кожу, прежде чем есть. Примечательно, что ни одна лягушка Новой Гвинеи не синтезирует алкалоиды.

Впоследствии батрахотоксины были обнаружены у 5 видов птиц рода Pitohui и одного вида рода Ifrita. Поскольку содержание токсинов в коже и перьях птиц варьировало в зависимости от географического ореала, очевидно, что его источник, как и в случае с лягушками, находится в окружающей среде. Для идентификации источника батрахотоксинов ученые начали анализировать в первую очередь насекомых и растения Новой Гвинеи ( в Новой Гвинее насчитывают около 700 000 видов насекомых и 15 000 видов растений). С помощью исследования содержимого желудков токсичных птиц, а также путём опрашивания туземцев о ядовитых, раздражающих или вызывающих онемение растениях и насекомых удалось установить, что источником батрахотоксина являются жуки рода Choresine.

Доказательством того, что алкалоиды попадают в птиц из жуков, а не в тех и других из некоего третьего растительного источника, может служить факт исключительной насекомоядности птиц рода Ifrita. Интересно, что жуки из рода Choresine принадлежат к семейству Melyridae, представители которого населяют также дождевые леса Колумбии. Тем не менее, откуда батрахотоксины берутся в жуках ещё не выяснено.