Токсины и яды у беспозвоночных, членистоногих и позвоночных.

Животные, в отличие от растений и насекомых, не могут позволить себе пожертвовать для отправления напавшего противника частью своего тела. Их защитная реакция должна обеспечить сохранение целостности организма, а оружие должно быть либо убедительным средством сдерживания, либо способным убивать на расстоянии. Если растение или животное отравляет своего врага, только будучи им съеденным, то такой способ химической защиты помогает выживанию вида в целом, но не спасает каждую особь в отдельности; это оружие действует лишь частично, да и то, только рикошетом. Разбрызгивание или впрыскивание яда с помощью специальных органов предполагает другой способ защиты, когда выживание особи каждый раз зависит от исхода встречи с противником и от поведения этого противника. Змея, укусившая кого-нибудь, может быть тут же убита спутниками своей жертвы Среди эффективных видов химического оружия животных имеется множество самого разнообразного строения токсичных продуктов. Однако, на чем основана эффективность этого оружия – во многих случаях еще не ясно, особенно в случаях пассивно ядовитых морских животных.

Токсины морских животных

Рассмотрение отдельных конкретных примеров начнем с морских червей. Они вырабатывают ядовитый нереистоксин строения:

СН ₂ — S

Н₃ С

N -CH

Н₃ С

СН ₂ – S

Нереистоксин

Морские черви впрыскивают нереистоксин либо при укусе, либо при уколе щетинкой. Интересно, что нереистоксин обладает также инсектицидным действием.

Яды некоторых морских улиток могут быть смертельными и для человека. Такие яды представляют собой обладающую курареподобным действием смесь биологически активных аминов, пептидов и белков. В эту смесь входит также N – метилпиридиниевый бетаин строения:

В организме аплизий («морских зайцев») накапливаются бромзамещенные терпеноиды, например, аплизин строения:

Аплизин

У укушенных млекопитающих аплизин вызывает повышенное слюноотделение и наконец смерть от дыхательного паралича.

Яды из нематоцист, стрекающих кишечнополостных – морских анелов и медуз – в основном имеют ту же природу. Интересно, что LD₅₀ морских беспозвоночных может составлять всего 5-10 мкг/кг ). но, самым сильнодействующим из известных ядов беспозвоночных (LD₅₀ для мышей – 0,15 мкг/кг) оказался политоксин, выделенный из кишечнополостного организма Palythoa.

Опасным и для человека ядом нервнопаралитического действия оказался сакситоцин, выделенный из двухстворчатого моллюска.

Химические средства защиты у членистоногих.

Эволюция членистоногих привела к появлению у них большого арсенала химических средств защиты и нападения с большим числом разнообразных ядов и приспособлений для их введения в организм противника.

Ядовитые вещества членистоногих убивают противника не всегда, иногда их действия достаточно, чтобы отпугнуть или отогнать пришельца. Многие позвоночные (и человек) весьма чувствительны к таким ядам. Эти яды классифицируют как обладающее аллелохимическим (межвидовым) действием; это вещества - алломоны, способствующие лучшей адаптациии производящего их организма к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды.

Жалящие перепончатокрылые – пчелы, осы, шершни обладают наиболее совершенным колющим аппаратом для впрыскивания яда.

В секретирующих яд железах этих трех видов насекомых содержатся гистамин, фосфолиназа В и серотонин. Серотин и гистамин – гормоны, регулирующие уровень кровяного давления. Они имеют строение:

Получение концентрированного серотина в мозгу высших млекопитающих ведет к мизодермии. Гстамин же даже в мизерных количествах резко снижает кровяное давление и усиливает перистальтику гладкой мускулатуры. Он также вызывает аллергию типа «крапивницы».

В тех же железах находятся также низкомолекулярные гликопептиды, апамин и меллитин. Апамин (олигопептид из 18 остатков аминокислот) действует на чентральную нервную систему и изменяет сосудистую проницаемость покровов конечностей. Меллитин (олигопептид из 26 остатков аминокислот) – главный компонент пчелиного яда – он обладает гемолитическим действием, вызывает сокращение мускулатуры и, в то же время, является сильным нейротоксином.

Яды скорпионов состоят из небольшого числа, но весьма высокоактивных белков (от 6 до 8 ) и представляют собой вещества нейропаралитического действия. В то же время, плоские тысяченожки, оказавшись в опасности, выпускают HCN (до 545 мкг). У этих тысяченожек имеется биосистема для производства синильной кислоты по общей схеме:

нитрил миндальной кислоты + фермент + HCN+ бензальдегид.

Выделение HCN при этом может продолжаться в течение до 0,5 часа.

Муравьи не только используют свой яд для защиты, но и убивают им мелких животных (насекомых), которыми они питаются. Ядовитая железа рыжего муравья (Formica rufa) содержит от 20 до 70 % муравьиной кислоты (главный компонент яда). Муравьиную кислоту для защиты используют и многие виды гусениц.

Большое число несчастных случаев связано и с укусом пауков. Так, в состав ядов некоторых видов южноамериканских пауков входят гистамин, серотонин, олигопептиды и протеолитический фермент, а укус человека сопровождается невыносимой болью и приводит к растройству зрения, потери сознания и смерти. Смесь ядовитых летучих бензохинонов: метилбензохинона, 2,3 – и 2,5 – диметил-, а также 2,3,5 – триметилбензохиноны строения:

Метил- 2,3-диметил 2,5-диметил- 2,3,5-триметил-

бензохиноны

Они составляют основу яда гонипептидина. Последний продуцируется головогрудными железами некоторых видов южноамериканских пауков рода Gonyleptidce. Интересно, что гонипептидин одновременно обладает антибиотической активностью против почти 20 видов бактерий и простейших. Число насекомых, секретирующих бензохиноны очень велико, это жужелицы, жук – бомбардир, мучные жуки и др.

Жуки – нарывники продуцируют токсины выраженного кожно – нарывного действия, типа высоконенасыщенной матрикариевой кислоты:

СН₃ СН= СН – С =С –С = С- (СН₂)₂ –СООН

икантаридина строения:Кантаридин

Чрезвычайно горьким, обжигающим вкусом обладают алкалоиды типа кокцинеллина..