Exemplos bem conhecidos de contextos ecológicos que sustentam a resistência a toxinas. (A–C) resistência ao predador, onde um predador é resistente às toxinas de sua presa. (A) Sabe-se que o mangusto é anterior às cobras verdadeiras. (B) O rato gafanhoto ataca escorpiões de casca. (C) As cobras se alimentam de tritões tóxicos. (D) A resistência à presa é a resistência de uma espécie de presa às toxinas de um predador e é exemplificada aqui por cascavéis predando esquilos terrestres norte-americanos. (E) Autorresistência é quando um animal é resistente às suas próprias toxinas. O exemplo mostrado aqui é de cobras verdadeiras que mostram resistência às α-neurotoxinas de cobra. Crédito:Revisões biológicas (2022). DOI:10.1111/brv.12865
Uma cobra morre quando morde o lábio? Por que um mangusto sobreviverá à picada de um escorpião, mas nós, humanos, pereceremos? Essas questões ocupavam as mentes de entusiastas de toxinas e estudantes de mestrado em Biologia Jory van Thiel e Roel Wouters. Eles coletaram informações de muitas fontes e publicaram suas descobertas em
Revisões Biológicas .
"Alguns animais têm adaptações genéticas, que lhes permitem lidar com toxinas super perigosas. Eles podem comer animais venenosos ou sobreviver após serem mordidos ou picados", diz Van Thiel. "Mas foi impressionante a frequência com que essas adaptações genéticas eram exatamente as mesmas em grupos de animais não relacionados. Isso é chamado de evolução convergente, e investigamos isso para todos os tipos de toxinas e espécies animais."
Todos os tipos de resistência a toxinas em um modelo A publicação é uma revisão, um grande resumo de pesquisas e teorias. "A parte excepcional do nosso trabalho é que nunca houve uma visão geral de todos os animais tóxicos", afirma Wouters. Para conseguir essa façanha, eles pediram ajuda e opiniões de renomados cientistas na área de toxinas, como seu supervisor Michael Richardson, Nick Casewell e o mais conhecido biólogo da Holanda, Freek Vonk.
Equilíbrio de resistência e corpo de trabalho Van Thiel e Wouters propõem várias hipóteses sobre como surgiu a evolução convergente. O conceito de restrições funcionais mostrou-se essencial. Isso significa que a resistência às toxinas não deve ocorrer à custa de processos em seu corpo, como o sistema circulatório do sangue ou o controle do sistema nervoso.
Van Thiel explica:"Os receptores se ligam aos transmissores de sinal, e dessa forma direcionam os processos biológicos. Isso possibilita a contração dos nossos músculos, por exemplo. As toxinas são como esses transmissores e também se ligam a esses receptores, mas bloqueiam o processo biológico. Assim, paralisa os músculos. A resistência ocorre quando o receptor-DNA muda, o que altera a forma do receptor e impossibilita a ligação das toxinas. No entanto, o princípio das restrições funcionais torna-se então importante, pois sua capacidade de transportar transmissores de sinal deve continuar funcionar."
Wouters acrescenta:"Você não pode mudar o receptor indefinidamente. Apenas pequenos ajustes funcionam sem que o receptor perca sua função adequada, e assim você vê essas mudanças acontecerem da mesma forma em todos os tipos de grupos de animais, de mamíferos a répteis e insetos. Especialmente se eles estão coexistindo com animais tóxicos por milhões de anos, e se há uma chance de que eles sejam pegos. Isso responde à pergunta de por que um mangusto pode sobreviver à picada de um escorpião, mas os humanos não.
Imune às suas próprias toxinas Além disso, os alunos revisaram muitas outras teorias relacionadas à evolução convergente. Eles também discutem a auto-resistência – ser resistente ao seu próprio veneno. Eles levantam a hipótese de que a auto-resistência tornou possível que os animais se tornassem cada vez mais venenosos ou venenosos. "A origem de seu veneno geralmente está em outra fonte. Um exemplo disso é o pássaro Pitohui de Papua Nova Guiné", diz Wouters. "A ave é venenosa porque come besouros tóxicos, mas é resistente. Portanto, pode acumular níveis mais altos de toxinas em seu corpo e eventualmente se tornar venenosa. Exemplos como esse você vê em todo o reino animal."
O próximo projeto Os cavalheiros vão relaxar após sua segunda publicação de sucesso? "Não realmente," Van Thiel encolhe os ombros. "Agora estou fazendo um estágio em Liverpool com um dos maiores grupos de veneno de cobras e estou analisando a variação de toxinas. Roel está investigando a personalidade das cobras no IBL, em colaboração com o Serpo Zoo. E estamos analisando os efeitos indiretos da veneno de cobra com um oftalmologista. Então, se uma cobra morder seu pé, o que acontece em seu olho? Mais informações sobre isso virão em breve."