Why don’t poisonous animals poison themselves? - Rebecca D. Tarvin

المترجم: Hani Eldalees المدقّق: Noha Ali

One fine day,

في أحد الأيام الصافية،

when Charles Darwin was still a student at Cambridge,

عندما كان تشارلز داروين طالبًا في جامعة كامبريدج،

the budding naturalist tore some old bark off a tree

قام عالم الطبيعة المبتدئ بنزع بعض اللحاء القديم عن إحدى الأشجار

and found two rare beetles underneath.

ووجد تحتها اثنتين من الخنافس النادرة.

He’d just taken one beetle in each hand when he spotted a third beetle.

وقد التقط واحدة في كل يد، في الوقت الذي لاحظ فيه وجود خنفسة ثالثة.

Stashing one of the insects in his mouth for safekeeping,

وضع واحدة من الحشرتين في فمه للحفاظ عليها،

he reached for the new specimen –

ومد يده لالتقاط العينة الجديدة -

when a sudden spray of hot, bitter fluid scalded his tongue.

حين أحرق لسانه رذاذ مباغت من سائل ساخن ومر الطعم.

Darwin’s assailant was the bombardier beetle.

خنفساء بومباردييه كانت هي من هاجمت داروين.

It’s one of thousands of animal species,

إنها واحدة من آلاف الأنواع الحيوانية،

like frogs,

مثل الضفادع،

jellyfish,

وقناديل البحر،

salamanders,

والسلمندر،

and snakes,

والثعابين.

that use toxic chemicals to defend themselves –

التي تستعمل مواد كيميائية سامة للدفاع عن نفسها -

in this case, by spewing poisonous liquid from glands in its abdomen.

في هذه الحالة، عن طريق قذف السائل السام من الغدد الموجودة في بطنها.

But why doesn’t this caustic substance, ejected at 100 degrees Celsius,

لكن لماذا هذه المادة الكاوية التي تُقذف عند 100 درجة مئوية،

hurt the beetle itself?

لا تؤذي الخنفساء نفسها؟

In fact, how do any toxic animals survive their own secretions?

بل كيف يمكن لأي من الحيوانات السامة أن تنجو من السموم الذي تفرزها بنفسها؟

The answer is that they use one of two basic strategies:

يكمن الجواب في استخدامها واحدة من اثنتين من الإستراتجيات الأساسية:

securely storing these compounds

تخزين هذه السموم بطريقة آمنة

or evolving resistance to them.

أو تطوير نفسها لتصبح منيعةً لها.

Bombardier beetles use the first approach.

تستخدم خنافس بومباردييه الطريقة الأولى.

They store ingredients for their poison in two separate chambers.

فهي تقوم بتخزين مكونات سمها في حجرتين منفصلتين.

When they’re threatened, the valve between the chambers opens

وعندما تشعر بالتهديد، يُفتح الصمام الموجود بين الحجرتين

and the substances combine in a violent chemical reaction

وتمتزج المواد في تفاعل كيميائي عنيف

that sends a corrosive spray shooting out of the glands,

يقوم بإطلاق رذاذٍ مسببٍ للتآكل من الغدد،

passing through a hardened chamber that protects the beetle’s internal tissues.

وتمر من خلال حجرة مقواة تعمل على حماية أنسجة الخنفساء الداخلية.

Similarly, jellyfish package their venom safely

وكذلك، تخزن قناديل البحر سمها بطريقة آمنة

in harpoon-like structures called nematocysts.

في هياكل تشبه الرماح تسمى "خلايا لاسعة".

And venomous snakes store their flesh-eating, blood-clotting compounds

وتخزن الثعابين السامة سمومها الآكلة للحم، المتسببة بجلطات الدم

in specialized compartments that only have one exit:

في حجيرات متخصصة لها مخرج واحد فقط:

through the fangs and into their prey or predator.

من خلال الأنياب، ثم إلى فريستها أو من يفترسها.

Snakes also employ the second strategy: built-in biochemical resistance.

تستخدم الثعابين أيضًا الإستراتيجية الثانية: مناعة بيوكيميائية ذاتية.

Rattlesnakes and other types of vipers manufacture special proteins

تُصنّع الأفاعي الجرسية وأنواع أخرى من الأفاعي السامة بروتينات خاصة

that bind and inactivate venom components in the blood.

ترتبط مع المكونات السمية في الدم وتبطل مفعولها.

Meanwhile, poison dart frogs have also evolved resistance to their own toxins,

وفي الوقت ذاته، طورت الضفادع السامة مناعتها ضد السموم التي تنتجها،

but through a different mechanism.

ولكن من خلال آلية مختلفة.

These tiny animals defend themselves using hundreds of bitter-tasting compounds

تدافع هذه الحيوانات الصغيرة عن نفسها باستخدام مئات من المركبات ذات طعم مر

called alkaloids

تسمى قلويات

that they accumulate from consuming small arthropods like mites and ants.

وهي تقوم بتجميعها من خلال التهامها مفصليات الأرجل الصغيرة كالعث والنمل.

One of their most potent alkaloids is the chemical epibatidine,

إحدى أقوى مركباتها القلوية هي المادة الكيميائية "إبيباتيدين"،

which binds to the same receptors in the brain as nicotine

التي تندمج مع المستقبلات التي تستقبل مادة النيكوتين في الدماغ

but is at least ten times stronger.

ولكنها أقوى منها بعشر مرات على الأقل.

An amount barely heavier than a grain of sugar would kill you.

كمية أثقل بقليل من حبة السكر يمكنها أن تقتلك.

So what prevents poison frogs from poisoning themselves?

إذا ما الذي يحمي الضفادع السامة من أن تسمم نفسها؟

Think of the molecular target of a neurotoxic alkaloid as a lock,

تخيل الجزيء الذي تستهدفه المادة القلوية ذات السُمّية العصبية مثل القفل،

and the alkaloid itself as the key.

والمادة القلوية نفسها كالمفتاح.

When the toxic key slides into the lock,

عندما يدخل هذا المفتاح السُمّي إلى داخل القفل،

it sets off a cascade of chemical and electrical signals

يطلق سلسلة من الإشارات الكهربائية والكيميائية

that can cause paralysis,

التي يمكن أن تسبب الشلل،

unconsciousness,

وفقدان الوعي،

and eventually death.

وفي نهاية المطاف، الموت.

But if you change the shape of the lock, the key can’t fit.

ولكن إذا قمت بتغيير شكل القفل، فإن المفتاح لن يدخل فيه.

For poison dart frogs and many other animals with neurotoxic defenses,

بالنسبة للضفادع السامة والكثير غيرها من الحيوانات ذات الدفاع السُمّي العصبي،

a few genetic changes alter the structure of the alkaloid-binding site

فإن بعض التعديلات الجينية تغير تركيب موقع الاندماج مع المادة القلوية

just enough to keep the neurotoxin from exerting its adverse effects.

بما يكفي لمنع السموم العصبية من أن تحدث تأثيرها المضر.

Poisonous and venomous animals

الحيوانات المطلقة للسموم، والتي تحقنها

aren’t the only ones that can develop this resistance:

ليست الوحيدة التي يمكنها أن تطور هذه المناعة:

their predators and prey can, too.

الحيوانات المفترسة لها وفرائسها، يمكنها أيضًا.

The garter snake, which dines on neurotoxic salamanders,

أفعى الرباط، التي تتغذى على السلمندر ذي السمية العصبية،

has evolved resistance to salamander toxins

طورت مناعة ضد سموم السلمندر

through some of the same genetic changes as the salamanders themselves.

من خلال بعض التغييرات الجينية ذاتها التي يستخدمها السلمندر نفسه.

That means that only the most toxic salamanders can avoid being eaten—

هذا يعني أن السلمندر الأكثر سمية يمكنه تفادي أن يتم التهامه

and only the most resistant snakes will survive the meal.

والثعابين ذات المقاومة الأكبر يمكنها النجاة بعد تناول هذ الوجبة.

The result is that the genes providing the highest resistance and toxicity

النتيجة هي أن الجينات التي تحمل أعلى درجات المقاومة والسمية

will be passed on in greatest quantities to the next generations.

ستنتقل للأجيال التالية بكميات كبيرة.

As toxicity ramps up, resistance does too,

بتزايد السمية، تتزايد المقاومة أيضًا،

in an evolutionary arms race that plays out over millions of years.

في سباق تسلح تطوري يحدث منذ ملايين السنين.

This pattern appears over and over again.

يظهر هذا النمط مرارًا وتكرارًا.

Grasshopper mice resist painful venom from scorpion prey

الفئران الجنادب تقاوم السموم المؤلمة للعقارب التي تفترسها

through genetic changes in their nervous systems.

من خلال تغيّرات جينية في أجهزتها العصبية.

Horned lizards readily consume harvester ants,

تتغذى السحالي ذات القرون بكل سهولة على النمل الحاصد،

resisting their envenomed sting with specialized blood plasma.

بمقاومة لدغاته السامة مستخدمةً بلازما دم متخصصة.

And sea slugs eat jellyfish nematocysts,

كما تأكل رخويات البحر الخلايا اللاسعة لقناديل البحر،

prevent their activation with compounds in their mucus,

وتمنع السم من إحداث مفعوله من خلال مركبات توجد في مادتها المخاطية،

and repurpose them for their own defenses.

وتعيد استخدام السم في الدفاع عن نفسها.

The bombardier beetle is no exception:

والأمر ذاته يسري على خنفساء بومباردييه:

the toads that swallow them

فالعلاجم التي تبتلعها

can tolerate the caustic spray that Darwin found so distasteful.

يمكنها تحمل الرذاذ الكاوي الذي وجده داروين بغيضًا للغاية.

Most of the beetles are spit up hours later,

يتم بصق معظم الخنافس بعد عدة ساعات،

amazingly alive and well.

وعلى نحو مذهل، تكون على قيد الحياة وبحالة جيدة.

But how do the toads survive the experience?

لكن كيف تتمكن العلاجم من النجاة من هذه التجربة؟

That is still a mystery.

هذا الأمر لا يزال لغزًا.