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

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Allon Sasson

One fine day,

יום אחד,

when Charles Darwin was still a student at Cambridge,

כשצ'ארלס דארווין עדיין היה סטודנט בקיימבריג',

the budding naturalist tore some old bark off a tree

חוקר הטבע הצעיר קרע מעט קליפה מעץ

and found two rare beetles underneath.

ומצא שתי חיפושיות נדירות מתחתיה.

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

הוא בדיוק לקח חיפושית אחת בכל יד כשזיהה חיפושית שלישית.

Stashing one of the insects in his mouth for safekeeping,

הוא הניח אחת בפיו למשמר

he reached for the new specimen –

ופנה לקחת את השלישית -

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

כשנתז פתאומי של נוזל חם ומר כיסה את לשונו.

Darwin’s assailant was the bombardier beetle.

התוקף של דארווין היתה החיפושית המפציצה [Bombardier Beetle].

It’s one of thousands of animal species,

היא אחת מאלפי מינים,

like frogs,

כמו צפרדעים,

jellyfish,

מדוזות,

salamanders,

סלמנדרות,

and snakes,

ונחשים,

that use toxic chemicals to defend themselves –

שמשתמשים בכימיקלים רעילים כדי להגן על עצמם -

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

במקרה הזה, על ידי התזת נוזל רעיל מבלוטות בבטן.

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

אבל למה החומר המעכל הזה, שמותז ב 100 מעלות צלזיוס,

hurt the beetle itself?

לא פוגע בחיפושית עצמה?

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

למעשה, איך חיות רעילות שורדות את ההפרשות של עצמן?

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

התשובה היא שהן משתמשות באחת משתי אסטרטגיות בסיסיות:

securely storing these compounds

אחסון החומרים באופן בטוח

or evolving resistance to them.

או פיתוח תנגודת להם.

Bombardier beetles use the first approach.

החיפושיות המפציצות משתמשות בגישה הראשונה.

They store ingredients for their poison in two separate chambers.

הן מאחסנות רכיבים לרעל הזה בשני מיכלים נפרדים.

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

כשהן מאויימות, השסתום בין שני המיכלים נפתח

and the substances combine in a violent chemical reaction

והחומרים משתלבים בתגובה כימית אלימה

that sends a corrosive spray shooting out of the glands,

ששולחת נתז מעכל מהבלוטות,

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

הנוזל עובר דרך תא מוקשח שמגן על הרקמה הפנימית של החיפושית.

Similarly, jellyfish package their venom safely

בדומה, המדוזות שומרות על הארס שלהן באופן בטוח

in harpoon-like structures called nematocysts.

במבנים דמויי צלצלים שנקראים נמטוציטים.

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

ונחשים ארסיים אוגרים את הרכיבים מעכלי הבשר ומקרישי הדם שלהם

in specialized compartments that only have one exit:

במדורים מיוחדים שיש להם רק יציאה אחת:

through the fangs and into their prey or predator.

דרך הניבים ולתוך הטרף או הטורף.

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

נחשים משתמשים גם באסטרגיה השניה: תנגודת ביוכימית מובנית.

Rattlesnakes and other types of vipers manufacture special proteins

עכסנים ומינים אחרים של צפעים מייצרים חלבונים מיוחדים

that bind and inactivate venom components in the blood.

שקושרים ומנטרלים רכיבי ארס בדם שלהם.

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

בינתיים, צפרדעי חיצי ארס פיתחו גם הן תנגודת לרעלנים שלהן,

but through a different mechanism.

אבל בעזרת מנגנון שונה.

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

החיות הזעירות האלו מגינות על עצמן בשימוש במאות רכיבים מרים

called alkaloids

שנקראים אלקלואידים

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

שהן צוברות מצריכת פרוקי רגליים קטנים כמו כנימות ונמלים.

One of their most potent alkaloids is the chemical epibatidine,

אחד האלקלואידים הכי חזקים שלהן הוא אפיבטידין,

which binds to the same receptors in the brain as nicotine

שנקשר לאותם קולטנים במוח כמו ניקוטין

but is at least ten times stronger.

אבל חזק לפחות פי עשר.

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

כמות בקושי בגודל של גרגר סוכר תהרוג אתכם.

So what prevents poison frogs from poisoning themselves?

אז מה מונע מצפרדעים רעילות מלהרעיל את עצמן?

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

חשבו על המטרות המולקולריות של הניורו טוקסינים האלקלואידים כמנעולים,

and the alkaloid itself as the key.

ועל האלקלואיד עצמו כמפתח.

When the toxic key slides into the lock,

כשהמפתח הרעיל נכנס לתוך המנעול,

it sets off a cascade of chemical and electrical signals

הוא מפעיל מפל של אותות כימיים וחשמליים

that can cause paralysis,

שיכולים לגרום לשיתוק,

unconsciousness,

חוסר הכרה,

and eventually death.

ולבסוף מוות.

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

אבל אם אתם משנים את צורת המנעול, המפתח לא יתאים.

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

לצפרדעי חיצים רעילות והרבה חיות אחרות עם הגנות ניורו רעילות,

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

כמה שינויים גנטיים משנים את המבנה של האתר קושר האלקלואיד

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

מספיק כדי לוודא שהניורו רעלן לא ישפיע.

Poisonous and venomous animals

חיות רעילות וארסיות

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

הן לא היחידות שיכולות לפתח את התנגודת הזו:

their predators and prey can, too.

הטורפים שלהן והטרף גם יכולים.

The garter snake, which dines on neurotoxic salamanders,

נחש הבירית, שניזון מסלמנדרות ארסיות,

has evolved resistance to salamander toxins

פיתח תנגודת לרעלנים של סלמנדרות

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

בעזרת אותם שינויים גנטיים כמו הסלמנדרות עצמן.

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

זה ואמר שרק הסלמנדרות הכי רעילות יכולות להמנע מלהיאכל --

and only the most resistant snakes will survive the meal.

ורק הנחשים הכי עמידים ישרדו את הארוחה.

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

התוצאה היא שהגנים שמספקים את התנגודת והרעילות הגבוהה ביותר

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

יועברו בכמויות הגדולות ביותר לדורות הבאים.

As toxicity ramps up, resistance does too,

כשהרעילות עולה, כך גם התנגודת,

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

במרוץ חימוש אבולוציוני שמתקיים כבר במשך מליוני שנים.

This pattern appears over and over again.

התבנית הזו מופיעה שוב ושוב.

Grasshopper mice resist painful venom from scorpion prey

עכברי חגב מתנגדים לארס עקרבים כואב

through genetic changes in their nervous systems.

דרך שינויים גנטיים במערכת העצבים שלהם.

Horned lizards readily consume harvester ants,

לטאות מקורננות צורכות בשמחה נמלים קוצרות,

resisting their envenomed sting with specialized blood plasma.

ומתנגדות לעקיצות הארסיות שלהן עם פלזמת דם מותאמת.

And sea slugs eat jellyfish nematocysts,

וחלזונות ים אוכלים נמטוציטים של מדוזות,

prevent their activation with compounds in their mucus,

מונעים את הפעלתם עם תרכובות בריר שלהם,

and repurpose them for their own defenses.

ומשתמשים בהם להגנתם שלהם.

The bombardier beetle is no exception:

החיפושיות המפציצות לא חריגות:

the toads that swallow them

הקרפדות שבולעות אותן

can tolerate the caustic spray that Darwin found so distasteful.

יכולות לסבול את הרסס המעכל שדארווין מצא מגעיל.

Most of the beetles are spit up hours later,

את רוב החיפושיות האלו יורקים שעות לאחר מכן,

amazingly alive and well.

חיות ובריאות למרבה הפלא.

But how do the toads survive the experience?

אבל איך הקרפדות האלו שורדות את החוויה?

That is still a mystery.

זו עדיין תעלומה.