تکامل زهر در جانوران سمی,انواع زهر و کاربردهای زهر در جانوراه سمی

تکامل زهر

طبیعت میدان مبارزه است؛ و در این بین برخی جانوران به سلاحی شیمیایی مجهز شده اند؛ برای کشتن، فلج کردن، دفاع یا حتی گروگان گیری. پیش از شروع مطلب باید به سه لغت و تعاریف هر یک توجه نمود:
جانوران سمی یا ( Poisonous) هستند و یا ( Venomous)، هر دوی این کلمات به معنی جانورانی هستند که با تولید یک ماده سمی ( Toxin) سبب جراحت و یا حتی مرگ سایر موجودات زنده می شوند. تفاوت در حقیقت به نحوه انتقال این ماده سمی باز می گردد. جانوران ( Venomous) زهر را از طریق تزریق توسط یک عضو خاص همچون نیش و یا خار منتقل می کنند. و این زهر درون کیسه ای که مستقیماً به این عضو متصل است تولید می شود.
جانداران ( Poisonous) اما سم خود را مستقیماً منتقل نمی کنند؛ همه یا بخشی از بدن ممکن است حاوی مواد سمی باشد. این جانداران زمانی زیانبارند که خورده و یا لمس شوند.

به تعبیر دیگر:

Toxin: یا سم ماده ای که توسط یک سلول و یا میکروارگانیزم ها تولید می شود. ( سموم مصنوعی که در فرایندهای آزمایشگاهی تولید می شوند نیز با این کلمه شناخته می شوند)

Poison: مواد شیمیایی هستند که می توانند سبب جراحت و یا معیوب سازی عملکرد بدن شوند.

Venom: یا زهر موادی هستند که توسط یک جانور و از طریق یک عضو خاص به بدن سایرین تزریق می شوند.

مطلب پیش رو درباره تکامل زهر ( Venom) در جانوران است؛ برای میلیون ها سال جانوران از طریق افزایش سرعت، قدرت، بزرگ تر شدن جثه و یا هوش بر سایرین غلبه می کردند. اما ظهور زهر ( Venom) این تعادل برتری را تغییر داد و بنابراین زهر قوانین انتخاب طبیعی و تکامل را تا حدودی عوض کرد؛ بدین معنا که کوچک جثه می توانست از بزرگ تر از خود تغذیه کند و انواع کُند می توانستند سریع تر را از پای در بیاورند. برای برخی تزریق زهر نیاز به جدال با طعمه را از بین می برد یا به حداقل می رسانید.
درون یک قطره کوچک زهر، معدنی از مواد شیمیایی سمی وجود دارد؛ ترکیباتی پیچیده و عجیب که دانشمندان برای کپی و نسخه سازی، سال ها زمان و میلیون ها دلار هزینه صرف می کنند.
زهر به عنوان یک سلاح زیستی موفق به طور جداگانه در جانوران مختلف ایجاد شده است؛ از نیش عروس های دریایی تا فَنگ ( نیش) عنکبوت های بیوه، حشرات زهردار، برخی کوسه ماهیان و حتی پستانداری نظیر پلاتی پوس.

سؤال اینجاست که این سلاح زیستی چگونه ایجاد شده است؟
هر تحقیق و بررسی درباره زهر اغلب با جانورانی آغاز شده که نسبت به سایرین، برای بشر خطر کشندگی بیشتری داشته است. مارها هر ساله تعداد زیادی از افراد بشر را با زهر خود به کام مرگ می کشانند؛ تعدادی از افراد به واسطه وجود پادزهر و سرم های چند منظوره نجات می یابند اما تنوع زیاد زهرها سبب شده که همچنان پادزهری برای بسیاری از آن ها موجود نباشد.

این مواد شمیمیایی متنوع از کجا می آیند و چگونه ایجاد می شوند؟

برای پاسخ به این پرسش دانشمندان تمامی ترکیبات مختلف درون یک زهر را شکسته و جدا سازی می کنند و سپس با تجزیه و تفسیر هر ترکیب می توان به چگونگی عملکرد و ترکیبات کشنده آن زهر پی برد. با تست اثر این ترکیبات مختلف و مشاهده اثرات آن ها بر روی بافت های مختلف جانوری آن ها را طبقه بندی می کنند: برخی گوشت و ماهیچه را همچون اسید حل می کنند؛ برخی دیگر اعضای حیاتی همچون قلب را از داخل به خارج می سوزانند؛ برخی باعث فلج شدگی می شوند؛ برخی باعث انعقاد و لختگی شدید خون می شوند و ….
مواد شیمیایی در زهر از پروتئین و پپتیدها که ساختارهای زیربنایی زهر هستند نشأت گرفته است؛ در روند تکامل یا فرگشت نسخه های خاصی از پروتئین ایجاد شد که قدرت و توانایی کشندگی داشت.
در بدن تمامی جانوران، پروتئین از دستگاه گردش خون تا دستگاه گوارش و حتی مغز سبب کارکرد آن ها می شود. همان طور که اشاره شد زهرها انوع مختلف دارند که به واسطه تأثیرات و عملکردشان طبقه بندی می شوند.
قدرت کشندگی زهر هر جانور توسط محیط و به خصوص جانورانی که از آن ها تغذیه می کند، مشخص می گردد. همچنین واحد اندازه گیری کشندگی LD50 به معنای Median Lethal Dose نام دارد و معیاری نسبی یا مقایسه ای است. به عنوان مثال در جدول زیر که مربوط به مارهای زهردار ایران می باشد، می توان دید که هرچه مقدار LD50 کمتر باشد، درجه کشندگی بیشتر است.

همواره سؤال اصلی این بود که منشأ اولیه زهر چه زمانی بود و از کجا آمد؟
وجود و تکامل عضوی که بتوان با آن زهر را منتقل نمود در کنار وجود زهر امری اجتناب ناپذیر بود. نخستین مارها دندان نیشی برای انتقال زهر نداشتند. مارها حدود 100 میلیون سال پیش از سوسماران اشتقاق یافته اند. تا پیش از این تصور بر آن بود که در بین حدود 5000 گونه سوسمار ( مارمولک) شناخته شده در دنیا، تنها دو گونه هیولای گیلا ( Gila Monster) و سوسمار دانه تسبیحی ( Beaded Lizard) دارای زهر هستند. طی سالیان اخیر دانشمندان نسبت به سایر سوسماران کنجکاو شده اند. قدیمی ترین سوسماران از نظر تکاملی یعنی بزمجه ها مورد بررسی قرار گرفتند. اژدهای کومودو، شکارگری بزرگ جثه و نسبتاً سریع که گاز گرفتگی توسط آن ها سبب عفونت و در نهایت مرگ می شود؛ تا پیش از این گمان بر آن بود که عامل مرگ باکتری های درون بزاق این حیوان است. حدود 80 گونه باکتری در بزاق اژدهای کومودو یافت شده است. اما این دلیل که باکتری ها عامل اصلی مرگ طعمه هستند برخی را قانع نکرد چراکه باکتری ها چنین عملکردی ندارند؛ خون ریزی سریع، درد عضلانی و تأثیر بر اعصاب آن هم در ساعات اولیه احتمال وجود عامل دیگری را پر رنگ می کرد. با اسکن مغزی مشخص شد در دو طرف آرواره های پایین، غده های حاوی زهر وجود دارد؛ چیزی که در مارها هم می توان یافت. با نمونه گیری از بزاق و آنالیز آن مشخص شد که بزاق سبب اختلال در ماهیچه قلب شده و شش ها را آلوده به سم می کند. هم اکنون چندین ترکیب سمی که در زهر مارها وجود دارد در حدود 1500 گونه مختلف مارمولک شناسایی شده و این دلیلی بر اشتراک مارها و سوسمارها از یک نیای دارای زهر است.
زهر در سراسر دنیا و به طور مستقل در چندین گروه مختلف از جانوران ظاهر شد؛ برخی از بی مهره ها، ماهی ها، خزندگان و پستانداران. و در تمامی آن ها باقی مانده که نشان از مزیت در خلال رقابت با سایرین دارد. سؤال اینجاست که اگر زهر مزایای زیادی دارد پس چرا در برخی یافت می شود و چرا تمامی حیوانات آن را ندارند؟

پس از مارها، عقرب ها به عنوان بزرگ ترین جانوران کشنده زهردار طبقه بندی می شوند. زهر در عقرب ها کمک کرد تا در شرایط سخت زیستگاه های بیابانی برای بیش از 300 میلیون سال بخزند؛ اما در کنار تمامی مزایا آیا داشتن زهر معایبی هم دارد؟

باید گفت هزینه تولید زهر بالاست؛ همان گونه که ما می دویم و عرق می کنیم و نیاز به مصرف هوا و انرژی بیشتر داریم، انرژی زیادی نیز صرف تولید زهر می شود. در عقرب ها عیب دیگر آنست که پس از تزریق زهر تا چند روز فرایند ساخت مجدد آن به طول می انجامد و لذا جانور تا چند روز بی دفاع و آسیب پذیر است. این توضیحی بر شایع نبودن وجود زهر در قلمرو حیوانات است. دلیل مهم تر اما این است که زهر برای تزریق نیاز به مهندسی عالی فیزیولوژیکی ( ساختار و عملکرد) دارد. به منظور داشتن زهر نیاز به راهی برای انتقال آن است که به صور مختلف اشتقاق یافته است:

فنگ (Fang) یا نیش در عنکبوت ها و مارها
سوزن ( Sting) در زنبورها، عقرب ها و …
نیزه ( Harpoon) در حلزون های دریایی ( انواع حلزون های مخطروطی)
پیکان ( Barb) در سفره ماهیان ( تنها برخی گونه ها)
خار ( Spine) در عقرب ماهیان، سنگ ماهیان، جراح ماهیان، شیرماهیان و …
نیزه ( Spear) در پلاتی پوس
و … که هر یک راهی خاص برای انتقال زهرند.

پس این امر نیاز به ساختارهای اختصاصی دارد که انرژی زیادی طلبیده و زهر را نه فقط یک سلاح بی همتا بلکه به یکی از پر هزینه ترین ابداعات زیستی در طول تکامل مبدل ساخته است.
برای هر جانور دارای زهر دشواری هایی وجود دارد، تجهیز به یک سلاح کشنده با عملکردی مناسب و دقیق که تا حد امکان مؤثر واقع شود. در این بین برخی به عنوان زامبی شناخته می شوند. زنبور جواهر ( Jewel Wasp) گونه ای انگلی است که با زهر عصب گرای خود میزبان اختصاصی را فلج نموده و با تخم گذاری بر روی آن اسباب رشد نوزادان را فراهم می آورد. زهر این زنبور باعث اختلال در عملکرد دوپامین ( نوعی انتقالگر عصبی) می شود؛ دوپامین ماده شیمیایی پیام رسان در مغز انسان و سایر جانوران است که باعث تنظیم حرکات و احساس می شود.
زهر برای مقاصدی همچون تغذیه و شکار، و نیز دفاع به کار می رود اما فلج کردن فلسفه دیگری دارد و در واقع برای زادآوری به کار گرفته می شود. تخم گذاری بر بدن جانور زنده اما فلج شده و بی تحرک!!
کرمینه ( لارو) زنبور پس از تفریخ از تخم شروع به خوردن میزبان زنده می کند. نوزادان با تغذیه از خون مواد مغذی دریافت می کنند؛ میزبان منبع تغذیه ای تازه برای نوزادان خواهد بود. اگر همه چیز طبق روال پیش رود پس از حدود 6 هفته از تزریق زهر توسط مادر، یک زنبور بالغ از پیکر میزبان مرده که در واقع یک سوسری امریکایی ( همان چیزی که به نام سوسک حمام می شناسیم) است، بیرون می آید و زنبور جدید آماده حمل میراث خود است که اگر ماده باشد، زهرش آماده ایجاد نسلی جدید خواهد بود.

در جدال میان برخی جانوران زهردار و دشمنانشان، برخی بر زهر غلبه یافته اند؛ سنجاب زمینی کالیفرنیایی در مقابل مار زنگی پشت الماسی یک طعمه است و به خصوص نوزادان سنجاب از جمله علایق این مار هستند. در این بین برخی از سنجاب ها آموخته اند که با مار مبارزه کنند. جذب زهری که قادر به کشتن یک انسان است توسط یک جونده و آن هم هیچ اتفاقی رخ ندهد!!
برخی سنجاب ها پادزهری داخلی دارند که در راستای مقاومت نمو یافته است و مشخص شده که نوزادان و افراد کوچک تر توانایی خنثی سازی کامل زهر را نداشته و لذا آسیب پذیرند. اما شواهدی موجود است که زهر این گونه مار نسل به نسل در حال قوی تر شدن است.

اما زهری وجود دارد که هیچ جانوری نمی تواند بر آن غلبه کند. کشنده ترین زهر طبیعی دنیا که از نظر دسترسی تروریسم به آن تهدیدی بالقوه محسوب می شود ( تروریسم زیستی). زهر حلزون های دریایی مخروطی ( Conotoxin) قادر است انسان را در عرض 4 دقیقه بکشد.

چرا یک حلزون دریایی ( Sea Snail) به چنین زهر مهلکی نیاز دارد؟
وقتی به یک حلزون می اندیشیم، کُندی آن را یادآور می شویم و زمانی که به یک ماهی فکر می کنیم، سرعت و چابکی آن را تجسم می کنیم. پس از این طریق یک حلزون قادر خواهد بود یک ماهی را بدون دردسر ببلعد. برای حلزون های مخروطی تجهیز به چنین سلاحی برای شکار و تزریق زهر کاملاً بی همتاست. شلیک یک نیزه که از طریق لوله ای پیچ خورده که به کیسه زهر متصل است!

مشخص شده زهر هر گونه از حلزون های مخروطی شامل صدها ترکیب به خصوص بوده و این ترکیبات در هر گونه استثنایی می باشد به نحوی که با گونه دیگر نه شباهت و نه هم پوشانی دارد!!
اغلب جانوران زهردار، ترکیبی از سم ها را دارند اما هیچ کدام قابل قیاس با حلزون های مخروطی نیستند. هر گونه از حلزون های مخروطی در زهر خود می تواند صدها نوع سم تولید کند. از حدود 700 گونه حلزون دریایی مخروطی شناخته شده، هیچ دو گونه ای ترکیبات سمی مشابه ندارند. بنابراین هزاران سم ناشناخته وجود دارد با عملکردی کشنده.
هر گونه از جانوران زهردار به عنوان منبعی برای درمان بیماری ها مورد بررسی قرار می گیرند؛ مقابله با درد، درمان صرع و حتی آلزایمر
زهر چه ارتباطی با داروها دارد؟
زهر از طریق انتخاب طبیعی برای ایجاد اثری خاص در درون بدن حیوانات تولید شده است؛ پس مولکول هایی در زهر هستند که در تقابل با مولکول های درون بدن میزبان هستند؛ پس واکنش و اتفاقی رخ می دهد و این دقیقاً عملی است که داروها اثر خود را بر ما می گذارند. بنابراین اگر به دنبال ماده ای شیمیایی که باعث تأثیر بر بدن حیوانات می شود هستیم، زهرها از بهترین گام های شروعند.
حلزون های مخروطی دارای برخی از سریع ترین ژن های تغییر پذیر در عالم خلقت هستند پس دائماً در حال توسعه مولکول های جدید می باشند که می تواند محققان را به سمت تولید داروهای اثرگذار و قدرتمند سوق دهد. برخی زهرها خاصیت انعقادی دارند و در خلال جراحی ها استفاده می شوند؛ بیماران سرطان مغز با نسخه رادیواکتیوی زهر عقرب درمان شده اند و مثال های متعدد دیگری که نشان از اهمیت داشتن گونه های سمی برای انسان هستند. در مطلب بعدی به جانوران سمی ( Poisonous) خواهیم پرداخت.

نویسنده و مترجم: بهزاد زادهوش، مدیر گروه جانورشناسان پرشیا

منابع:

Toxins and Poisons, Mechanisms of Action
Prof. MUDr. Sixtus Hynie, DrSc
Inst. of Medical Biochemistry,1st Medical Faculty, Charles University in Prague, 2005

www.youtube.com/watch?v=1W_N_N1ZZ5A

http://en.wikipedia.org/wiki/Toxin

http://en.wikipedia.org/wiki/Venom

تکامل زهر در جانوران سمی,انواع زهر و کاربردهای زهر در جانوراه سمی

تکامل زهر

مطالب مشابه :

نگهداری از عنکبوت,روش نگهداری عنکبوت و رتیل در منزل,اطلاعاتی در باره عنکبوت

تکامل زهر در جانوران سمی,انواع زهر و کاربردهای زهر در جانوراه سمی

اطلاعات عمومی در مورد عنکبوت

عنکبوت بیوه سیاه با بدنی براق Lantrodectus terdecimguttatus

تار عنکبوت مصنوعی

مقابله با عقرب، رتیل و عنکبوت

فرش بافته شده از تار عنکبوت,گزارشی از شرکت مزرعه پرورش عنکبوت ایرانی

نگهداری از حشرات و عنکبوت ها به عنوان حیوان خانگی

گیاهان سازنده تار عنکبوت