Gaat een slang dood als hij op zijn lip bijt? Waarom overleeft een mangoest de angel van een schorpioen, maar komen wij mensen om? Deze vragen hielden gifliefhebbers en masterstudenten Biologie Jory van Thiel en Roel Wouters bezig. Ze verzamelden informatie uit vele bronnen en publiceerden hun bevindingen in Biological Reviews .

"Sommige dieren hebben genetische aanpassingen, waardoor ze supergevaarlijke gifstoffen kunnen verwerken. Ze kunnen giftige dieren eten of overleven nadat ze zijn gebeten of gestoken", zegt Van Thiel. "Maar het was opvallend hoe vaak die genetische aanpassingen precies hetzelfde waren in niet-verwante diergroepen. Dit heet convergente evolutie, en dat hebben we onderzocht voor allerlei toxines en diersoorten."

Alle soorten toxineresistentie in één model

De publicatie is een recensie, een grote samenvatting van onderzoek en theorieën. "Het bijzondere van ons werk is dat er nooit een overzicht is geweest voor alle giftige dieren", stelt Wouters. Om dit te bereiken, vroegen ze de hulp en meningen van gerenommeerde wetenschappers op het gebied van toxines, zoals hun supervisor Michael Richardson, Nick Casewell en de bekendste bioloog van Nederland, Freek Vonk.

Balans van weerstand en een werkend lichaam

Van Thiel en Wouters stellen verschillende hypothesen voor over hoe convergente evolutie tot stand kwam. Het concept van functionele beperkingen bleek essentieel te zijn. Dat betekent dat weerstand tegen de gifstoffen niet ten koste mag gaan van processen in je lichaam, zoals de bloedsomloop of de aansturing van het zenuwstelsel.

Van Thiel legt uit:“Receptoren binden signaalzenders, en sturen zo biologische processen aan. Het maakt het bijvoorbeeld mogelijk om onze spieren samen te trekken. Toxines zijn net als deze zenders en binden zich ook aan deze receptoren, maar blokkeren het biologische proces. het verlamt de spieren. Weerstand treedt op wanneer het receptor-DNA verandert, wat de vorm van de receptor verandert en het onmogelijk maakt voor toxines om te binden. Het principe van functionele beperkingen wordt dan echter belangrijk, omdat hun vermogen om signaalzenders te transporteren moet blijven om te functioneren."

Wouters vult aan:"Je kunt de receptor niet eindeloos veranderen. Alleen kleine aanpassingen werken zonder dat de receptor zijn goede functie verliest, en dus zie je deze veranderingen op dezelfde manier gebeuren bij allerlei diergroepen, van zoogdieren tot reptielen en insecten. Vooral als ze miljoenen jaren naast giftige dieren bestaan, en als er een kans is dat ze gepakt worden, is dat antwoord op de vraag waarom een ​​mangoest de angel van een schorpioen kan overleven, maar mensen niet."

Immun voor je eigen gifstoffen

Daarnaast bespraken de studenten vele andere theorieën met betrekking tot convergente evolutie. Ze bespreken ook autoresistentie - resistent zijn tegen je eigen gif. Ze veronderstellen dat autoresistentie het mogelijk maakte dat dieren steeds giftig of giftig werden. "De oorsprong van hun gif ligt vaak in een andere bron. Een voorbeeld daarvan is de Pitohui-vogel van Papoea-Nieuw-Guinea", zegt Wouters. "De vogel is giftig omdat hij giftige kevers eet, maar hij is resistent. Daarom kan hij hogere niveaus van gifstoffen in hun lichaam ophopen en uiteindelijk zelf giftig worden. Voorbeelden zoals deze zie je overal in het dierenrijk."

Het volgende project

Zullen de heren zich ontspannen na hun tweede succesvolle publicatie? "Niet echt", haalt Van Thiel zijn schouders op. “Ik loop nu stage in Liverpool bij een van de grootste slangengifgroepen, en kijk naar toxinevariatie. Roel doet bij het IBL onderzoek naar de persoonlijkheid van slangen, in samenwerking met Serpo Zoo. En we kijken naar de indirecte effecten van slangengif bij een oogarts. Dus als een slang in je voet bijt, wat gebeurt er dan in je oog? Daarover volgt binnenkort meer informatie."