Varanus comodensis ir V. (Megalania) priscum didžiausi nuodingi gyvūnai? Bei šis tas daugiau.

27 views
Skip to first unread message

Andrej S

unread,
Jun 8, 2009, 2:58:32 PM6/8/09
to G-mokslai
    Seniai egzistuoja nuomonė kad komodo varanai (dažnai įvardijami dar komodo drakonais), užmuša stambų grobį užkrečiant jį įkandimo metu mirtinu bakterijų kokteiliu, dėl ko grobis vėliau miršta nuo kraujo užkrėtimo. Visai neseniai atsirado ir kita nuomonė šiuo klausimu, pasitelkiant varanų toksiškumą kaip vieną svarbiausių veiksnių žūdimo mechanizme.
   Anksčiau atliktame tyrime buvo parodyta, kad žvynaroplių kladoje nuodingumas turi gilias šaknis. Iki visai neseniai, buvo tikėta kad nuodus nepriklausomai atrado pažangios gyvatės (2 500 iš 3 000 šiuo metu žinomų rūšių), bei 2 driežų rūšis - taip vadinami nuodadančiai, priklausantys Helodermatidae šeimai. Tačiau, kaip pasirodo nuodingais toksiniais baltymais arba jų homologais pasižymi ištisa žvynaroplių klada (mažiausiai šešiais bendrais baltymais anksčiau surastais tiktai pas gyvates). Šiai kladai priklauso gyvatės, nuodadančiai, gluodenai, varanidai bei iguanos (ją net pavadino "nuodingųjų klada" - Toxyfera). Tuo tarpu kiti žvynaropliai (tradiciškai vadinami driežais) nepasižymi nuodingumu. Nuodingų proteinų atsiradimo tvarka, bei santykinis pasiskirstymas tarp žvynaroplių yra parodytas filogenetiniame medyje iš Fry et al, 2005 - Nuodingieji.JPG (prikabintas failas). Toksinius proteinus sekretuojančios liaukos, nuodingųjų kladoje, visu pirma lokalizavosi ir viršutiniame ir apatiniame žandikauliuose, tiktai vėliau jos skirtingose atšakose vykstant tolimesnei evoliucijai pas gyvates išliko viršutiniame žandikaulyje, tuo tarpu pas gluodenus tiktai apatiniame (liaukų išsidėstymą galima pamatyti toje pačioje filogenetinėje schemoje). Kaip anksčiau buvo manyta, nuodų atsiradimas buvo siejamas su pažangių gyvačių atsiradimu prieš 100 milijonų metų, tuo tarpu dabar, žinant tai kad gyvatės, iguanos ir daugelis kitų driežų sudaro vieną nuodingųjų kladą, paaiškėja kad nuodingumas žvynaroplių kladoje atsirado prieš 200 milijonų metų. Taigi, nuodų atsiradimas žvynaroplių kladoje buvo svarbi raktinė inovacija, nes ji suteikė svarbu evoliucinį pranašumą visai kladai - nuodingųjų tarp dabar egzistuojančių žvynaroplių yra 4 600 rūšių, tuo tarpu bendrai žvynaropliu šiuo metu egzistuoja 7 900 rūšių (t.y. nuodingieji sudaro apie 58% žvynaroplių rūšinės įvairovės).
    Tačiau, kaip parodė naujausi toksinologiniai, anatominiai bei filogenetiniai tyrimai tai kad visai galimas komodo drakonų (kaip veikiausiai ir kitų varanų) ginklas yra toksinai. Tiesa sakant ne visai toksinai kaip tokie, užnuodijantis organizmą, o jie tiesiog pagelbėja varanui, kai jis sukelia galingą pjaunamąjį įkandimą, aukos kraujo netekime. Ankstesniuose tyrimuose buvo pražiopsotos nemažos nuodus sekretuojančios liaukos apatiniame žandikaulyje (iliustracija iš Fry et al., 2009 straipsnio - Varano_nuodu_liaukos). Tačiau kelių mirtina infekcija užsikrėtusių varanų skrodimas įrodė šių liaukų egzistavimą. Autorių atliktas aptiktu liaukose proteinų fiziologinis tyrimas parodė, kad toksinai sukelia kraujospūdžio bei kraujo krešėjimo sumažėjimą. Tuo tarpu kiti simptomai atsirandantys po varanų įkandimo yra stiprus skausmas, sunkus kvėpavimas, skeletinių raumenų valdymo sunkumas bei tachikardiją. Pagal savo fiziologinį poveikį, komodo drakonų nuodai yra panašus į nuodadančių driežų nuodus bei nuodingiausios Australijos gyvatės - taipano (Oxyuranus microlepidotus) nuodus.  Tačiau, autorių nuomone nuodai yra ne pirminis žudymo įrankis o tikimiausiai kad antrinis, nes didžiausią poveikį aukai turi pats varano pjaunantis įkandimas. Kaip parodė baigtinių elementų varano kaukolės geometrinio modelio mechaninė analizė, varanai turi ganėtinai mažą kaukolės atsparumą sukandimui, tačiau didelį atsparumą tempimui. Turint omeny kad varanai turi ašmenų pavidalo dantytus dantis skirtus pjaustymui, kitaip nei krokodilų ir plėšriųjų žinduolių kūginius bei lygius dantys kurie yra skirti griebimui, jie pasitelkdami šoninius judesius, gali palikti aukoje ilgas ir gilias pjautines žaizdas. Dėl to varanų ir žinduolių kaukolių mechanika visiškai skiriasi, - pas žinduolius kaukolės stiprumas stipriai koreliuojasi su galimos aukos dydžiu (pvz. liūtai turi stipriausią sukandimą tarp žinduolių), tuo tarpu pas varanus tokios priklausomybės neaptikta (t.y. varanai puldami auką aktyviau naudoja postkranialinę muskulatūrą). Taigi komodo drakonų strategija yra aukos nužudymas jai netenkant kraujo iš gylių pjautinių žaizdų (toksiniai protejinai padeda sustiprinti šį efektą).
   Tyrmo autoriai pastebėjo kad Varanus (Megalania) priscus, milžiniškas Australijoje dar prieš 40 tūkst. metų gyvenęs varanas, veikiausiai irgi naudojosi analogiška aukos žūdimo strategija. Tiktai skirtumas yra tas kad kitaip nei komodo drakonas, Megalanija buvo iš tiesu milžiniškas plėšrūnas - 5 - 7 metrų ilgio ir svėręs nuo 0,5 iki 2 tonų (Megalanijos maketas iš Ralf Molnar knygos, 2004 - Megalanija.jpg). Ją dar XIX a. pradžioje aprašė žymus britų paleontologas ir lyginamasis anatomas Ričardas Ouvenas, kuris be to yra terminų dinozauras ir homologija išradėjas. Šis driežas yra giminingiausias taip manoma kitam milžiniškam australiniam varanui (aišku šis "milžiniškas" varanas palyginus su megalanija būtu tikras nykštukas). Savo laiku, megalanija buvo didžiausias sausuminis plėšrūnas žemėje, medžiojęs didžiausius visų laikų sterblinius - apie 2 - 3 tonas svėrusius, raganosio dydžio vambatų giminaičius diprotodontus.
    Kalbant apie žudymo strategija, kuria naudojasi komodo drakonai (pjaunančių dantų ir postkranialinės muskulatūros naudojimas bei sąlyginai silpna kaukolė), taip vadinamas - traukimas ir pjaustymas, matomas ir kituose žinomuose plėšriuose stuburiniuose gyvūnuose, tokiuose kaip lamniforminiai rykliai, kardadantės katės bei Roberto Bekerio pakrikštyti "brontozaurų žudikais" - alozauridai (bei kiti alozauroidai). Visi jie turi ganėtinai silpnas kaukoles ir naudojasi aštriais dantimis su dantytais kraštai grobio sužalojimui (kardadančiai, tiesa savo grobį nudurdavo). Pagal savo puolimo strategija veikiausiai labiausiai panašią medžioklės strategiją į varanus turėjo būti alozauridai - milžiniški juros ir kreidos periodų plėšrūnai, specializuoti stambaus grobio žudyme (zauropodai). Palyginus tarkim su tiranozaurais, kurie turėjo triuškinanti sukandimą (nuo 6,410 iki 13,400 Niutonų), alozaurai turėjo ganėtinai silpnus žandikaulius. Tačiau pagal R. T. Bekerio hipotezę, tai su kaupu kompensavo platus žandikaulių išsižiojimo kampas, pjaunantys dantys bei stipri kaklo muskulatūra. Pagal jo idėja visas šis kompleksas veikė kaip milžiniška Polineziečių kuoka su pritvirtintais ryklio dantimis, veikianti kaip smogiamasis pjūklas, paliekant gilias lygiagrečias žaizdas milžiniškų zauropodų kūno paviršiuje (alozaurų puolimo pobūdis iš R. Bakker, 1998 straipsnio - Alozaurai.JPG). Panašią dantų sistemą, tačiau skirtingas kaukoles proporcijas turėjo giminingi alozauridams (gal būt jų palikuonys) karcharodontozauridai (rykliadančiai driežai). Karcharodontozauridai (Carcharodontosaurus, Giganotosaurus, Tyrannotitan ir kt.), buvo išskirti kaip atskira klada Polo Sereno, bei plačiajai publikai tapo žinomi po to kai buvo surasti jų ganėtinai pilni egzemplioriai iš Šiaurės Afrikos ir Argentinos (kreidos periode tai buvo vienas kontinentas, kuris vėliau suskilo į du), kurie parodė pasauliui kad pietiniuose žemynuose egzistavo plėšrus dinozaurai didesni už žymųjį Tyrannosaurus rex. Kaip jau sako pats šios klados pavadinimas (rikliadančiai driežai), karcharodontozauridai turėjo dantis panašius savo forma į baltojo ryklio (ploni su dantytais kraštais). Taigi jų puolimas turėjo būti panašus į varanų ir alozaurų, tiktai su tuo skirtumu kad jie veikiausiai medžiodavo gaujomis (yra surastos ištisų šių dinozaurų grupių liekanos, kitaip nei kai kurių kitų plėšriųjų dinozaurų). Jūs paklausite kam jiems reikėjo medžioti būriais, juk vistiek jie buvo vieni didžiausių plėšriųjų dinozaurų? O gi todėl, kad nors jie ir galėjo sverti nuo 8 iki 12 tonų, jie medžiojo didžiausią grobį pasaulyje - titanozaurus, kurie galėjo sverti 10 - 20 kart tiek!
    Taigi, ką mums rodo evoliucinė biologija apie šiuos medžiojimo ir žudymo pobūdžius? O gi tai kad kai kurios konstrukcijos, evoliucijos metu atsiranda vėl ir vėl, tačiau yra ir žymių skirtumų, kurie yra nulemti istorinių aplinkybių kuriose pasireiškia "stambaus grobio stuburinio plėšrūno poreikis". Rykliai medžioja santykinai didelį, lyginant su jų kūno didžiu grobį (tačiau retai didesnį nei jie patys), nes jie turi pjaunančius dantis bei griebimo ir plėšimo taktika. Tuo tarpu komodo drakonai bei veikiausiai išmiręs milžiniškas varanas - megalanija, dėka jų protėvių įgyto nuodingumo gali užmušti daug stambesni už savę grobį. Tuo tarpu alozauridai ir karcharodontozauridai neturėdami nuodų, išvystė kitą prisitaikymą medžioti kur kas didesni už savę grobį - grupinę medžioklę.

Nuorodos:

   Bryan G. Fry et al. A central role for venom in predation by Varanus komodoensis (Komodo Dragon) and the extinct giant Varanus (Megalania) priscus. May 18, 2009, doi: 10.1073/pnas.0810883106  - Straipsnis "PNAS" žurnale, kur pateikiami duomenys apie V. comodensis nuodingumą bei aukų žūdimo mechanizmus, bei pravedamos analogijos su milžinišku išmirusiu Australijos varanu - V. (Megalania) priscus.

   Fry BG, Vidal N, Norman JA, Vonk FJ, Scheib H, Ramjan R, Kuruppu S, Fung K, Hedges SB, Richardson MK, Hodgson WC, Ignjatovic V, Summerhayes R and Kochva E (2005) Early evolution of the venom system in lizards and snakes. Nature doi:10.1038/nature04328 - Straipsnis "Nature" žurnale apie žvynaroplių nuodingumo evoliuciją.

 Molnar Ralph E.Dragons in the Dust: The Paleobiology of the Giant Monitor Lizard Indiana University Press  2004. - knyga apie milžinišką varaną Varanus (Megalania) priscus, gyvenusi Australijoje ir išmirusi prieš 40 tūkst. metų.

Bakker Robert. T. Brontosaur killers: Late Jurassic Allosaurids as saber-tooth cat analogues. GAIA, Nr 15, 1998, pp. 145-158 - Roberto Bekerio straipsnis apie alozaurų pulimo strategijas "GAIA" žurnalo numeryje skirtame teropodų paleobiologijai.

populiarios:

How the Komodo Dragon Slays its Prey  - "Quirks and Quarks" populiari radijo laida apie mokslą. Šiuo atvėju pasakoja komodo drakonų toksikologinio tyrimo autorius Bryan Fry.
Fooled by Nature - Komodo Dragon Teeth  - video laidos ištrauka apie komodo drakonus, kur užkrečiantis bakterijomis įkandimas, pateikiamas kaip pagrindinis žudomasis mechanizmas.
Komodo Dragons Kill With Venom, Researchers Find - straipsnis National Geographic žurnale apie komodo varanų nuodingumą.

--
AS
Nuodingieji.JPG
Varano_nuodu_liaukos.JPG
Megalanija.JPG
Alozaurai.JPG
Reply all
Reply to author
Forward
0 new messages