Racun dan bisa pada hewan

Sumber gambar : Pixabay

Suatu hari, ketika Charles Darwin masih seorang mahasiswa di Cambridge, naturalis yang mulai tumbuh merobek beberapa kulit pohon tua dan menemukan dua kumbang langka di bawahnya. Dia baru saja mengambil satu kumbang di masing-masing tangan ketika dia melihat kumbang ketiga. Menyimpan salah satu serangga di mulutnya untuk diamankan, dia meraih spesimen baru ketika tiba-tiba semburan cairan pahit panas membakar lidahnya. Penyerang Darwin adalah kumbang pembombardir (Bombardier Beetle). Ini adalah salah satu dari ribuan spesies hewan, seperti katak, ubur-ubur, salamander, dan ular, yang menggunakan bahan kimia beracun untuk mempertahankan diri - dalam hal ini, dengan memuntahkan cairan beracun dari kelenjar di perutnya. Tapi mengapa zat kaustik ini, yang dikeluarkan pada 100 derajat Celcius, melukai kumbang itu sendiri?

Faktanya, bagaimana hewan beracun bertahan hidup dari sekresi mereka sendiri? Jawabannya adalah mereka menggunakan salah satu dari dua strategi dasar: menyimpan senyawa-senyawa ini dengan aman atau mengembangkan resistensi terhadapnya. Kumbang Bombardier menggunakan pendekatan pertama. Mereka menyimpan bahan untuk racun mereka di dua kamar terpisah. Ketika mereka terancam, katup antara bilik terbuka dan zat bergabung dalam reaksi kimia keras yang mengirimkan semprotan korosif keluar dari kelenjar, melewati ruang keras yang melindungi jaringan internal kumbang. Demikian pula, ubur-ubur mengemas racunnya dengan aman dalam struktur mirip tombak yang disebut nematocysts. Dan ular berbisa menyimpan senyawa pembekuan darah mereka di kompartemen khusus yang hanya memiliki satu pintu keluar: melalui taring dan ke mangsa atau predator mereka.

Ular juga menggunakan strategi kedua: resistensi biokimia bawaan. Ular berbisa dan jenis ular beludak lainnya menghasilkan protein khusus yang mengikat dan menonaktifkan komponen racun dalam darah. Sementara itu, katak panah beracun juga berevolusi tahan terhadap racun mereka sendiri, tetapi melalui mekanisme yang berbeda. Hewan-hewan kecil ini mempertahankan diri menggunakan ratusan senyawa pahit yang disebut alkaloid yang mereka kumpulkan dari mengkonsumsi arthropoda kecil seperti tungau dan semut. Salah satu alkaloid mereka yang paling kuat adalah epibatidine kimia, yang berikatan dengan reseptor yang sama di otak seperti nikotin tetapi setidaknya sepuluh kali lebih kuat. Jumlah yang hampir tidak lebih berat daripada sebutir gula akan membunuhmu. Jadi apa yang mencegah katak beracun meracuni diri mereka sendiri?

Pikirkan target molekul alkaloid neurotoksik sebagai gembok, dan alkaloid itu sendiri sebagai kunci. Ketika kunci beracun masuk ke dalam gembok, ia memicu aliran sinyal kimia dan listrik yang dapat menyebabkan kelumpuhan, ketidaksadaran, dan akhirnya kematian. Tetapi jika Anda mengubah bentuk gemboknya, kuncinya tidak cocok. Untuk katak panah beracun dan banyak hewan lain dengan pertahanan neurotoksik, beberapa perubahan genetik mengubah struktur situs pengikatan alkaloid cukup untuk menjaga neurotoxin dari mengerahkan efek buruknya.

Satwa beracun dan beracun bukan satu-satunya yang dapat mengembangkan resistensi ini: predator dan mangsa mereka juga bisa. Ular garter, yang makan pada salamander neurotoksik, telah berevolusi tahan terhadap racun salamander melalui beberapa perubahan genetik yang sama seperti salamander itu sendiri. Itu berarti bahwa hanya salamander yang paling beracun yang bisa dihindari untuk dimakan — dan hanya ular yang paling tahan yang akan bertahan dari makanan. Hasilnya adalah bahwa gen yang memberikan ketahanan dan toksisitas tertinggi akan diturunkan dalam jumlah terbesar ke generasi berikutnya. Ketika toksisitas meningkat, resistensi juga meningkat, dalam perlombaan senjata evolusi yang berlangsung selama jutaan tahun. Pola ini muncul berulang kali. Tikus belalang menahan racun yang menyakitkan dari mangsa kalajengking melalui perubahan genetik dalam sistem saraf mereka. Kadal bertanduk mudah mengkonsumsi semut pemanen, menahan sengatan envenomed mereka dengan plasma darah khusus. Dan siput laut memakan nematocyst ubur-ubur, mencegah aktivasi mereka dengan componds di lendir mereka, dan menggunakan mereka untuk pertahanan mereka sendiri. Tidak terkecuali kumbang pembombardir: katak yang menelannya dapat mentoleransi semprotan kaustik yang menurut Darwin sangat tidak menyenangkan. Sebagian besar kumbang dimuntahkan berjam-jam kemudian, luar biasa hidup dan sehat. Tetapi bagaimana katak bertahan dari pengalaman? Itu masih merupakan misteri.