Mojave rattlesnakes livshotande gift är mer utbredd än väntat

Mojave rattlesnake, som bor i öknen i sydvästra USA och centrala Mexiko, kännetecknas av dess dödliga gift som antingen kan stänga din kropp eller tenderize dina insider. Forskare vid Clemson University säger vilken som beror på var du befinner dig.,

baserat på snakebite-dokumentation från Mojave rattlesnakes så långt tillbaka som 1920-talet trodde man att dessa fruktade gropvipers bara hade neurotoxisk venom, en cocktail av enzymer och peptider som stör neuroner och förlamar nervsystemet. Några fall var dock nyfiket annorlunda, med patienter som visade symtom som vävnadsskada, desorientering och svårighet att koagulera blod., Efter flera decennier av undersökning, forskare senare krediterade dessa symtom till en andra gift typ i Mojave skallerorm: hemorragisk, som verkar genom att förstöra vävnader i kroppen.

för att upptäcka vilken venomtyp som uppstår, har herpetologer-de amfibiska och reptilälskande forskarna-samlat in data om Mojave rattlesnakes i sydväst. Det var dock inte förrän en ny publikation av Clemson College of Science postdoktoral forskare Jason Strickland och professor i biologiska vetenskaper Christopher Parkinson att distributionens omfattning var bättre förstådd., Deras fynd visar en märklig variation i arten.

”före detta papper trodde ”herp” – samhället att hemorragisk gift var väldigt sällsynt och var bara på en plats i Arizona och en plats i Mexiko, men vi visar att det finns på flera ställen i ormens distribution”, säger Strickland. ”Det fanns några fall när individer i vårt prov hade båda typerna av gift, vilket våra data tyder på är hybrider.”

detta bevarande av flera gifttyper inom en art trotsar vetenskapens förväntningar., Principerna för naturligt urval – överlevnad av den starkaste ” som det är vardagligt känt – skulle förutsäga att en av venomtyperna skulle fixa och den andra skulle sakta minska under flera generationer. Giftet som vinner ut är beroende av vilken typ-hemorragisk eller neurotoxisk—som bäst passar Mojave rattlesnake när den jagar efter byte i den torra öknen. Men det här är inte vad som händer.

upptäckten görs mer märklig av resultaten av en sommar 2018-studie som upptäckte fyra genetiskt distinkta lineages av Mojave rattlesnakes i hela sydvästra USA, och centrala Mexiko tillsammans med bevis på att lineages avel med varandra. Dykning djupare i naturligt urval, bör denna byte av gener bland Mojave rattlesnakes ha minskat den genetiska mångfalden mellan deras lineages, vilket effektivt homogeniserar venomtyper tills de starkaste reglerna.

”ur en evolutionär synvinkel är detta onormalt. Det här är inte vad du förväntar dig, säger Strickland. ”Genflödet bör förhindra denna mycket variation., Men även med mängden genflöde vi hittar i dessa populationer är urvalet tillräckligt starkt för att behålla dessa specifika venomtyper i en mycket lokal miljö.”

”vad vi har kunnat visa är att det finns lokala optima. I Texas verkar den neurotoxiska venomtypen vara den optimala för denna art., Men om vi går söderut till Mexiko eller över nära Phoenix, förändras något i naturen, där det lokala optimala kräver en annan venomtyp”, säger Parkinson, som har ett gemensamt möte vid Clemson University i College of Agriculture, Forestry and Life Science ’ s forestry and environmental conservation department.

allmänhetens roll i den vetenskapliga processen

upptäckten krävde ett stort forskningssamarbete mellan huvudforskare och studenter i fem laboratorier i USA, och Mexiko, förutom nästan 100 medborgare-forskare som Strickland och kollegor samlas genom sociala medier och nätverk. Sammanfattningsvis samlade forskarna 216 Mojave rattlesnakes för sin studie i Kalifornien, Arizona, New Mexico, Texas och Mexiko. ”Herp” – samhället visar sig vara en stark, med vardagliga ormentusiaster som är angelägna om att hjälpa forskare för att förbättra ormarterna.,

team träffade några av de ”herpers” på en årlig west Texas konferensen SnakeDays—regisserad av entusiasten Jeff Adams—som förenar medborgare som är intresserade av reptiler, samt akademiker, fisk och djurliv brottsbekämpande och ”herp” fotografer för att uppmärksamma och samla in pengar till wildlife mångfald bevarande.

”genom att förlita sig på folket på SnakeDays, vad skulle ha tagit Jason och Chris 10-20 års tid att studera slutfördes sedan på bara några år”, sa Adams., ”Det är mycket effektivare för vetenskapliga yrkesverksamma att förlita sig på medborgare utanför sina forskningsgränser, eftersom medborgarna vet mer om att hitta den lokala floran och faunan. Det är också kostnadseffektivt. Medborgarvetenskap minskar kostnaden för forskningsprojekt så att forskare som Jason och Chris bättre kan utnyttja sin finansiering.”

det är medborgarvetenskapens aspekt, liksom ”den pedagogiska aspekten av doktorander och postdocs som arbetar över gränserna”, som Parkinson tar bort från denna studie.,

”vetenskapen är verkligen viktig, ingen tvekan, men samarbetsforskning och medborgarvetenskap är så viktiga för att flytta vetenskapen framåt. Det handlar inte bara om något nördigt akademiskt sittande i ett rum längre, det handlar om hur forskningen påverkar människor, säger Parkinson.

en giftig art med klinisk betydelse

mindre än 1 procent av den amerikanska befolkningen är biten av en giftig orm varje år och ännu färre dör av deras symtom. För de få otur människor som är biten, att veta Mojave skallerorm distribution kan leda till bättre behandlingsresultat., Om läkare vet vilken venomtyp som kvarstår i deras region, kan de administrera rätt behandling mer strategiskt.

”dessa författare har publicerat den mest omfattande studien av en av de mest medicinskt viktiga ormarna i Nordamerika, vilket ger provocerande nya perspektiv och överraskande nya upptäckter”, säger Sean Bush, en klinisk herpetolog vid Eastern Carolina University. ”Detta arbete ger en förståelse för hur och varför gift varierar, vilket översätter kliniskt till en grund för anti-venomutveckling, drogval och skräddarsydd medicinsk hantering av snakebite.,”

för forskare pekar lagets studie mot Mojave rattlesnake som en fascinerande modellart för populationsgenetik och evolutionära studier. Oavsett om det är relaterat till byte, miljö eller en dietskifte under utvecklingens gång, varför är Mojave rattlesnake utmanande vetenskapens förutsägelser? Vad är mekanismen?

framtida forskning i Parkinson lab avser att överväga dessa frågor genom studier av venomutveckling i New World snake species.