Το θανατηφόρο δηλητήριο του Pufferfish εμφανίζεται ακριβώς κάτω από τα πόδια μας
Παραμονεύει στο χώμα, ακόμη και κάτω από έναν πιο ήσυχο και περιποιημένο κήπο, είναι ένας εκπληκτικά άγριος θηρευτής:B ιπαλίου adventitium, ένας επεμβατικός επίπεδος σκώληκας που άρχισε να εμφανίζεται στις Ηνωμένες Πολιτείες πριν από περίπου 100 χρόνια, πιθανότατα να κάνει μια βόλτα με φυτά σε γλάστρες από την Ασία. Αν και αβλαβή για τον άνθρωπο, αυτά τα επίπεδα σκουλήκια μπορούν να κυνηγήσουν και να φάνε γαιοσκώληκες πάνω από 10 φορές τη μάζα τους. Ακόμη και όταν οι γαιοσκώληκες χρησιμοποιούν τη χαρακτηριστική άμυνά τους, διασπώνται και γλιστρούν, οι επίπεδες σκώληκες τους εντοπίζουν και τους καταβροχθίζουν.
«Ναι, είναι μάλλον βίαιοι», λέει ο Peter Ducey, εξελικτικός οικολόγος στο SUNY Cortland. «Στην πραγματικότητα, θα επιτεθούν σε έναν γαιοσκώληκα έως και 100 φορές το μέγεθός τους, θα φάνε ό,τι μπορούν και θα αφήσουν τα υπόλοιπα να πεθάνουν». Επίσης, υπάρχει το εξής:«Όταν αυτός ο πλατύσκουλας τρώει, το στόμα του βγαίνει από το σώμα του και απλώνεται σαν σεντόνι πάνω στο θήραμα», λέει ο Ducey. "Αυτό το φύλλο απελευθερώνει ένζυμα που στην πραγματικότητα ρευστοποιούν τον γαιοσκώληκα, οπότε ο επίπεδος σκώληκας μπορεί απλά να πιει τα υπολείμματα."
Αν αυτό δεν είναι ένα σκουλήκι με μέλλον ταινιών τρόμου, δεν είμαι σίγουρος τι είναι. Καλώς ήρθατε, σεναριογράφοι.
Αποδεικνύεται ότι αυτά τα σκουλήκια έχουν ένα άλλο ισχυρό εργαλείο στο οπλοστάσιό τους, εκτός από τα ένζυμα υγροποίησης. Σε μια συναρπαστική ανακάλυψη που δημοσιεύτηκε νωρίτερα αυτό το καλοκαίρι, οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν την παρουσία της τετροδοτοξίνης, ή TTX, και στα δύο Bipalium adventitium και ένας ξάδερφος, Bipalium kewanse . Συνηθέστερα που σχετίζεται με το ιαπωνικό ψάρι, το TTX δρα μπλοκάροντας τα κανάλια νατρίου που καλύπτονται από την τάση στο νευρικό και μυϊκό ιστό, γεγονός που εμποδίζει τα ηλεκτρικά σήματα που επιτρέπουν στους μύες να κινούνται, με αποτέλεσμα την παράλυση. Τα σκουλήκια φαίνεται να χρησιμοποιούν αυτή τη νευροτοξίνη για να ακινητοποιήσουν το θήραμά τους πριν προχωρήσουν στην ρευστοποίησή του.
Αυτό το εύρημα έχει βασικά ταράξει τον κόσμο των επιστημόνων που μελετούν την τοξίνη και τα ζώα που την φιλοξενούν. «Το TTX βρίσκεται σε μια μεγάλη ποικιλία οργανισμών, από βακτήρια, σκουλήκια και σαλιγκάρια, μέχρι ψάρια, αλλά όλα αυτά είναι θαλάσσια ζώα», λέει η Amber Stokes, επικεφαλής συγγραφέας της νέας εργασίας. «Η εύρεση ενός επίγειου ασπόνδυλου με TTX είναι πραγματικά ένα νέο εύρημα και αντιπροσωπεύει ένα πιθανό κλειδί για μια πηγή για το TTX. ”
Η προέλευση της τετροδοτοξίνης στην πραγματικότητα παραμένει τυλιγμένη σε μυστήριο και αίνιγμα. Επειδή το TTX είναι ένα «δομικά πολύπλοκο» μόριο, πιθανότατα απαιτεί «αρκετά ένζυμα και πολλά διαφορετικά στάδια στη βιοσύνθεσή του», λέει η Becky L. Williams, επίκουρη καθηγήτρια βιολογίας στο Utah State University, Uintah Basin. «Ένα τόσο περίπλοκο μονοπάτι είναι απίθανο να εξελιχθεί πολλές φορές σε άσχετους οργανισμούς». Η επικρατούσα μέχρι στιγμής θεωρία είναι ότι τα υδρόβια βακτήρια το παράγουν και ότι στη συνέχεια βιοσυσσωρεύονται στον τροφικό ιστό - δηλ. Τα βακτήρια που παράγουν TTX τρώγονται από έναν μεγαλύτερο οργανισμό ανθεκτικό στο TTX και αυτό τρώγεται από έναν άλλο, μεγαλύτερο οργανισμό και ούτω καθεξής.
Αλλά ακόμη και αυτή η ιδέα έχει τρύπες:Το Pufferfish, για παράδειγμα, πιθανότατα το αποκτά από το περιβάλλον, επειδή τα ψάρια που εκτρέφονται σε εργαστήρια έχει αποδειχθεί ότι έχουν ελάχιστο έως καθόλου TTX, λέει ο Stokes. Ενώ οι τρίτωνες που έχουν ανυψωθεί στο εργαστήριο, που φέρουν TTX γίνονται στην πραγματικότητα περισσότερα τοξικό με την πάροδο του χρόνου, υποδηλώνοντας ότι το κάνουν εσωτερικά με κάποιο τρόπο, ίσως μέσω συμβιωτικών βακτηρίων στο έντερο ή μέσω άλλου άγνωστου μηχανισμού.
Το νέο εύρημα «μας δίνει μια εντελώς νέα σειρά ερωτήσεων για να εξετάσουμε», λέει ο Edmund «Butch» Brodie Jr., από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Γιούτα, ο οποίος μελετά τους τρίτωνες που τροφοδοτούνται από TTX και τα φίδια που τα τρώνε για περισσότερο από 50 χρόνια. χρόνια. «Σαφώς αυτή η τοξίνη [σε επίγειους επίπεδους σκώληκες] δεν προέρχεται από ένα υδρόβιο βακτήριο. Σε αυτό το σύστημα το επίπεδο σκουλήκι μπορεί να το παράγει ή μπορεί να συγκεντρώνεται από κάτι που τρώει ο πλατύσκουλας. Υπάρχουν θαλάσσιοι επίπεδοι σκώληκες που έχουν επίσης TTX, οπότε αν αυτό σημαίνει ότι οι επίπεδες σκώληκες γενικά μπορούν να το παράγουν ή απλώς το συγκεντρώνουν από αυτό που τρώνε, δεν ξέρω."
«Πολλά εργαστήρια σε όλο τον κόσμο προσπαθούν να το λύσουν αυτό με τα δικά τους συστήματα και είναι σχεδόν αδύνατο να αποδειχθεί ότι το ένα ή το άλλο δεν συμβαίνει», προσθέτει ο Brodie. "Η εικασία μου είναι ότι εμφανίζεται σε ορισμένα ζώα με έναν τρόπο και σε άλλα με άλλο τρόπο."
Μέρος της σύγχυσης προέρχεται από το γεγονός ότι η τετροδοτοξίνη έχει ένα τόσο ευρύ φάσμα λειτουργιών μεταξύ των ειδών. Φαίνεται ότι εξυπηρετεί τρεις κύριους σκοπούς:ως επιθετικό δηλητήριο που χρησιμοποιείται για την υποταγή του θηράματος, μια άμυνα κατά των αρπακτικών και, παραδόξως, ως μήνυμα στην επικοινωνία μεταξύ και εντός των ειδών. Για παράδειγμα, το Bipalium τα flatworms (καθώς και μερικά θαλάσσια σκουλήκια) πιθανότατα το χρησιμοποιούν αποκλειστικά για κυνήγι, κρίνοντας από τη συγκέντρωση του TTX στο κεφάλι, από όπου το σκουλήκι το χρησιμοποιεί για να επιτεθεί. Αντίθετα, το TTX βρίσκεται στο δέρμα του φουσκωμένου ψαριού, επομένως είναι πιθανό να το χρησιμοποιούν για να αποκρούσουν τα αρπακτικά. Βρίσκεται επίσης στα αυγά ορισμένων καβουριών πετάλου και θαλάσσιων επίπεδων σκουληκιών, γεγονός που υποδηλώνει ότι χρησιμεύει για την προστασία των αυγών από το θήραμα.
Και για τουλάχιστον ένα είδος puffer, το TTX φαίνεται να λειτουργεί ως φίλτρο αγάπης. Τα σεξουαλικά δεκτικά αρσενικά μπορούν ακόμη και να βρουν το δρόμο τους μέσα από έναν λαβύρινθο προς αυτό, σύμφωνα με μια μελέτη. Από την άλλη πλευρά, ορισμένα σαλιγκάρια έχει αποδειχθεί ότι αναζητούν τροφή που περιέχει TTX, μια συμπεριφορά που μπορεί να έχει εξελιχθεί εάν η συσσώρευση TTX στη διατροφή προσφέρει επιλεκτικό πλεονέκτημα, όπως η άμυνα από τα αρπακτικά. Άλλα είδη, δηλαδή οι τρίτωνες, χρησιμοποιούν το TTX ως προειδοποιητικό σύνθημα. «Σε ορισμένους πληθυσμούς, υπάρχει πολύς κανιβαλισμός. Οι νεαροί τρίτωνες μπορούν να ανιχνεύσουν TTX στο νερό, πράγμα που πιθανώς σημαίνει ότι υπάρχει ένας ενήλικας κοντά και θα μπορούσαν να φαγωθούν, ώστε να ξέρουν να κρύβονται», λέει ο Stokes.
Όλα αυτά μαζί οδήγησαν ορισμένους επιστήμονες να ισχυριστούν ότι το TTX είναι ένα μόριο «κλειδί», που σημαίνει ότι παράγει τόσο ισχυρά αποτελέσματα συμπεριφοράς σε τόσους πολλούς οργανισμούς που θα μπορούσε να παίξει μεγάλο ρόλο στη δομή των οικοσυστημάτων γενικά. Αλλά και αυτό είναι αντικείμενο συζήτησης, προειδοποιεί ο Williams:Κανείς δεν μπόρεσε να αποδείξει οριστικά ότι το TTX είναι απαραίτητο για την επιβίωση οποιουδήποτε είδους.
Όπως ορισμένα σαλιγκάρια, οι άνθρωποι φαίνεται επίσης να έλκονται προς την τετροδοτοξίνη. Τα πρώτα καταγεγραμμένα περιστατικά δηλητηρίασης φουσκωτών προέρχονται από την αρχαία Κίνα, πριν από περισσότερα από 2.000 χρόνια. Το Pufferfish, ή "fugu", εξακολουθεί να τρώγεται σήμερα ως λιχουδιά στην Ανατολική Ασία, αλλά είναι ασφαλές μόνο όταν παρασκευάζεται από ειδικά εκπαιδευμένους σεφ.
Στις αρχές του 1900, ένας Ιάπωνας επιστήμονας ονόματι Yoshizumi Tahara έγινε ο πρώτος άνθρωπος που απομόνωσε την καθαρισμένη τοξίνη από τις ωοθήκες ενός φυσητήρα, ονομάζοντάς την έτσι από την οικογένεια των ψαριών Tetraodtontidae. Ως δηλητήριο, το TTX είναι πιο ισχυρό από το κυάνιο. μια θανατηφόρα δόση στον άνθρωπο είναι δύο έως τρία χιλιοστόγραμμα. Οι επιστήμονες βρήκαν τελικά χημική ουσία σε ορισμένους βατράχους, τρίτωνες και σαλαμάνδρες, καθώς και σε καβούρια, γαστερόποδα, αστερίες, ορισμένα φύκια και το περίφημο χταπόδι με μπλε δακτυλίους. Ένα δάγκωμα από αυτό το μικρό πλάσμα, που βρέθηκε σε ρηχές πισίνες παλίρροιας στα ανοικτά των ακτών της Αυστραλίας και της Ιαπωνίας, και μπορεί να πεθάνετε μέσα σε 20 λεπτά. «Στα θηλαστικά, ο θάνατος είναι συνήθως αποτέλεσμα παράλυσης του διαφράγματος», εξηγεί ο Stokes. "Αν το διάφραγμά σας είναι παράλυτο, πνίγεστε."
Η τετροδοτοξίνη φημολογείται επίσης ότι είναι το δραστικό συστατικό στη «σκόνη ζόμπι» των πολιτισμών βουντού της Αϊτής, αν και ο ισχυρισμός αμφισβητείται έντονα. Ο Ίαν Φλέμινγκ, συγγραφέας των βιβλίων του Τζέιμς Μποντ, λάτρευε το TTX ως σημείο πλοκής:Και στα δύο From Russia With Love και Δρ. Όχι ήταν η χημική ουσία πίσω από τις απόπειρες δολοφονίας του Μποντ. Το 2011, ένας άνδρας από το Σικάγο παραδέχτηκε ότι αγόρασε την τοξίνη από το Διαδίκτυο σε μια συνωμοσία για να σκοτώσει τη γυναίκα του.
Πιο πρόσφατα, το TTX έχει γίνει ενδιαφέρον για τους νευρολόγους λόγω της δυνατότητάς του να θεραπεύει καρκινοπαθείς με νευροπάθεια ή νευρικό πόνο, που προκαλείται από ορισμένες χημειοθεραπείες, εξηγεί ο Samuel Goldlust, επικεφαλής ερευνητής σε μια τρέχουσα ελεγχόμενη με εικονικό φάρμακο δοκιμή του TTX. "Σε μικροσκοπικές δόσεις, χιλιάδες και χιλιάδες φορές μικρότερες από ό,τι βλέπετε στη φύση, μπορεί να μπλοκάρει τα κανάλια νατρίου - και επομένως να εμποδίσει τα σήματα πόνου να φτάσουν στον εγκέφαλο - χωρίς να προκαλέσει μυϊκή αδυναμία ή παράλυση."
Αυτή τη στιγμή, ο Goldlust και η ομάδα του ολοκληρώνουν τη φάση II της δοκιμής για να βρουν την κατάλληλη δόση. Εάν η θεραπεία πάει καλά, ελπίζουν να λάβουν έγκριση από τον FDA έως το 2018. Μετά από αυτό, το TTX — το οποίο χορηγείται μέσω ένεσης όπως αυτό το άλλο φάρμακο που έχει μετατραπεί σε τοξίνη, το Botox — θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία άλλων τύπων νευρικού πόνου.
Αν και οι άνθρωποι έχουν μελετήσει την τετροδοτοξίνη για δεκαετίες και την έχουν βρει σε μακρινά μέρη του τροφικού ιστού, υπάρχουν ακόμα τόσα πολλά για αυτήν που δεν γνωρίζουμε. Θα μπορούσε να σημαίνει τα πάντα για τα ζώα που το φιλοξενούν και τα οικοσυστήματα στα οποία βρίσκεται - ή θα μπορούσε να είναι απλώς μια χημική περιέργεια. Η αιφνιδιαστική ανακάλυψη του TTX σε έναν επεμβατικό, επίγειο επίπεδο σκώληκα έχει κάνει την εικόνα ακόμα πιο περίπλοκη, προς το παρόν. Αλλά μετά από περαιτέρω έρευνα, θα μπορούσε να είναι το κλειδί για τον εντοπισμό τελικά μιας πηγής TTX και να βοηθήσει τους επιστήμονες να συνδέσουν επιτέλους τα πολλά νήματα σε αυτό το μυστήριο.
Η Amelia Harnish είναι συγγραφέας στο Μπρούκλιν της Νέας Υόρκης.
