Ядовитые змеи: виды, эволюция и опасность укусов

Введение

персонаж видеоигры

Виды подотряда Змееподобных, производящие яд

Ядовитые змеи – это виды подотряда Змееподобных, способные производить яд, который они используют для умерщвления добычи, для защиты и для облегчения переваривания пищи. Яд обычно вводится посредством инъекции с помощью полых или бороздчатых клыков, хотя у некоторых ядовитых змей клыки развиты слабо или отсутствуют. К распространенным ядовитым змеям относятся семейства Elapidae, Viperidae, Atractaspididae и некоторые представители Colubridae. Токсичность яда в основном оценивается по данным исследований на мышах, однако для оценки потенциальной опасности для человека учитывается множество факторов. Другие важные факторы при оценке риска включают вероятность укуса змеей, количество яда, вводимого при укусе, эффективность механизма введения яда и место укуса на теле жертвы. Змеиный яд может обладать как нейротоксическими, так и гемотоксическими свойствами. В мире насчитывается около 600 видов ядовитых змей.

Эволюция

История эволюции ядовитых змей прослеживается до 28 миллионов лет назад. Змеиный яд – это модифицированная слюна, используемая для обездвиживания добычи и самозащиты, которая обычно вводится через высокоспециализированные зубы, полые клыки, непосредственно в кровоток или ткани цели. Недавно были представлены доказательства в поддержку гипотезы Toxicofera, согласно которой яд присутствовал (в небольших количествах) у предков всех змей (а также у нескольких семейств ящериц) в виде "токсичной слюны" и достиг максимального развития в тех семействах змей, которые обычно классифицируются как ядовитые, в результате параллельной эволюции. Гипотеза Toxicofera также предполагает, что "неядовитые" линии змей либо утратили способность производить яд (но могут сохранять остаточные ядовитые псевдогены), либо фактически производят яд в небольших количествах, вероятно, достаточных для захвата мелкой добычи, но не представляющих опасности для человека при укусе.

Таксономия

Для ядовитых змей не существует единой или специальной таксономической группы. Яд известен у представителей нескольких семейств. Это интерпретируется как свидетельство того, что яд у змей возник несколько раз независимо друг от друга в результате конвергентной эволюции. Около четверти всех видов змей идентифицированы как ядовитые. Описание семейств: Atractaspididae (атрактаспидиды) – пурпурные глянцевые змеи, поедатели многоножек, ассипы, короткая змея Ревоила, роды Chilorhinophis, Hypoptophis, Homoroselaps, Macrelaps, Micrelaps и другие. Colubridae (колубриды) – большинство безобидны, но некоторые обладают сильным ядом, и по крайней мере пять видов, включая бумсланга, стали причиной гибели людей. Elapidae (элапиды) – морские змеи, тайпаны, коричневые змеи, коралловые змеи, крайты, смертоносные змеи, тигровые змеи, мамбы, королевские кобры, кобры и другие. Viperidae (випериды) – настоящие гадюки, включая гадюку Рассела, песчаных гадюк, толстоголовых гадюк и ямкоязыких змей, включая гремучих змей, копьеголовых гадюк, медноголовых гадюк и ватоносых гадюк.

Терминология

О ядовитых змеях часто говорят, что они ядовиты, но яд и токсин – это не одно и то же. Токсины должны быть проглочены, вдохновлены или впитаны, в то время как яд должен быть введен в организм механическим путем. Хотя это и необычно, существует несколько видов змей, которые на самом деле токсичны. Змеи кильбэк одновременно ядовиты и токсичны – их токсины хранятся в шейных железах и приобретаются путем накопления токсинов из ядовитых жаб, которых они едят. Аналогично, некоторые подвязочные змеи из Орегона могут сохранять токсины в печени, получая их при поедании грубокожих тритонов.

Проблемы токсичности

Токсичность яда сравнивается с помощью медианной летальной дозы (обычно используются грызуны в качестве испытуемых животных и называется мышиной LD50), которая представляет собой дозу яда на единицу массы тела, убивающую половину испытуемых животных, получивших ее. Полученный результат зависит от места введения инъекции: подкожно (SC), внутривенно (IV), в мышцу или в брюшную полость (IP). Меньшие значения мышиной LD50 указывают на более токсичные яды, и было проведено множество исследований яда змей с варьирующимися оценками его активности. LD50 при подкожном введении (SC) считается наиболее применимым к реальным укусам, поскольку только змеи с большими клыками (например, крупные особи родов Bitis, Bothrops, Crotalus или Daboia) способны нанести истинно внутримышечный укус, внутривенное отравление при укусах змей встречается редко, а внутрибрюшинное – еще реже. Измерения LD50 сухого яда, смешанного с 0,1% бычьим сывороточным альбумином в физиологическом растворе, более стабильны, чем результаты, полученные с использованием только физиологического раствора. Например, яд восточной коричневой змеи имеет мышиную LD50 (SC) 41 мкг/кг при измерении в 0,1% бычьем сывороточном альбумине в физиологическом растворе; при использовании только физиологического раствора это значение составляет 53 мкг/кг. Морская змея Белчера, которую иногда ошибочно называют морской змеей с крючковатым носом, была ошибочно популяризирована как самая ядовитая змея в мире из-за первого издания книги Эрнста и Цуга "Змеи под вопросом: Справочник Смитсоновского института", опубликованной в 1996 году. Ведущий эксперт по ядам, доцент Брайан Григ Фрай, уточнил ошибку: "Миф о крючковатом носе возник из-за фундаментальной ошибки в книге "Змеи под вопросом". В ней все результаты тестирования токсичности были объединены, независимо от метода тестирования (например, подкожного, внутримышечного, внутривенного или внутрибрюшинного). Поскольку метод может влиять на относительные значения, яды можно сравнивать только в рамках одного метода. В противном случае это сравнение несравнимого". Также было установлено значение 0,155 мг/кг, а исследования культуры клеток сердечной мышцы человека показали, что яд внутреннего тайпана является самым токсичным среди всех змей. + Наиболее ядовитые змеи мира Змея Регион Подкожная инъекция Внутривенная инъекция 0,1% бычьего сывороточного альбумина в физиологическом растворе В физиологическом растворе Внутренний тайпан Австралия 0,01 мг/кг 0,025 мг/кг Н/Д Морская змея Дубоа Коралловое море, Арафурское море, Тиморское море, река Тар, Индийский океан Н/Д 0,044 мг/кг Н/Д Восточная коричневая змея Австралия, Папуа-Новая Гвинея, Индонезия 0,041 мг/кг 0,053 мг/кг 0,01 мг/кг Желтобрюхая морская змея Тропические океанические воды Н/Д 0,067 мг/кг Н/Д Морская змея Перона Залив Сиам, Тайваньский пролив, Коралловые острова и другие места Н/Д 0,079 мг/кг Н/Д Прибрежный тайпан Австралия 0,064 мг/кг 0,105 мг/кг 0,013 мг/кг Многополосная крайт Материковый Китай, Тайвань, Вьетнам, Лаос, Мьянма Н/Д 0,108 мг/кг 0,061 мг/кг Чернополосатая морская крайт Восточное побережье Малайского полуострова и Брунея, а также на Халмахере, Индонезия Н/Д 0,111 мг/кг Н/Д Черный тигровый змей Австралия 0,099 мг/кг 0,131 мг/кг Н/Д Тигровый змей с материка Австралия 0,118 мг/кг 0,118 мг/кг 0,014 мг/кг Западный австралийский тигровый змей Австралия 0,124 мг/кг 0,194 мг/кг Н/Д Клюворылый морской змей Тропическая Индо-Тихоокеанская область 0,164 мг/кг 0,1125 мг/кг Н/Д

Venom toxicities are compared by looking at the median lethal dose (usually using rodents as test animals and termed the murine LD50), which is the dose of venom per unit body mass that kills half of the test animals that receive it. The result obtained depends on which of the four delivery sites is used for the injection: subcutis (SC), vein (IV), muscle or peritoneum (IP). Smaller murine LD50 values indicate venoms that are more toxic, and there have been numerous studies on snake venom with a variability of potency estimates. SC LD50 is considered the most applicable to actual bites as only vipers with large fangs (such as large specimens from the genera Bitis, Bothrops, Crotalus, or Daboia) are capable of a truly intramuscular bite, snakebites rarely cause IV envenomation, and IP envenomation is even rarer. Measurements of LD50 using dry venom mixed with 0.1% bovine serum albumin in saline are more consistent than the results obtained using saline alone. As an example, the venom of the eastern brown snake has a murine LD50 (SC) of 41 μg/kg when measured in 0.1% bovine serum albumin in saline; when saline alone is used, the value is 53 μg/kg. Belcher's sea snake, which sometimes is mistakenly called the hook nosed sea snake, has been erroneously popularized as the most venomous snake in the world, due to the first edition of Ernst and Zug's book, Snakes in Question: The Smithsonian Answer Book, published in 1996. Prominent venom expert Associate Professor Bryan Grieg Fry has clarified the error: "The hook nosed myth was due to a fundamental error in a book called Snakes in Question. In there, all the toxicity testing results were lumped in together, regardless of the mode of testing (e. g., subcutaneous vs. intramuscular vs. intravenous vs. intraperitoneal). As the mode can influence the relative number, venoms can only be compared within a mode. Otherwise, it's apples and rocks." and 0.155 mg/kg. and human cardiac cell culture show that venom of the inland taipan is the most toxic among all snakes. + Most venomous snakes of the world Snake Region subcutaneous injection intravenous injection 0.1% bovine serum albumin in saline in saline Inland taipan Australia 0.01 mg/kg0.025 mg/kgN/A Dubois' sea snake Coral Sea, Arafura Sea, Timor Sea, Tar River, and Indian OceanN/A 0.044 mg/kgN/A Eastern brown snake Australia, Papua New Guinea, Indonesia 0.041 mg/kg0.053 mg/kg0.01 mg/kg Yellow bellied sea snake Tropical oceanic waters N/A 0.067 mg/kgN/A Peron's sea snake Gulf of Siam, Taiwan Strait, Coral Sea Islands, and other places N/A 0.079 mg/kgN/A Coastal taipan Australia 0.064 mg/kg0.105 mg/kg0.013 mg/kg Many banded krait Mainland China, Taiwan, Vietnam, Laos, Burma N/A 0.108 mg/kg0.061 mg/kg Black banded sea krait eastern coast of the Malay Peninsula and Brunei, and in Halmahera, Indonesia N/A 0.111 mg/kgN/ABlack tiger snake Australia 0.099 mg/kg0.131 mg/kgN/A Mainland tiger snake Australia 0.118 mg/kg0.118 mg/kg0.014 mg/kg Western Australian Tiger snake Australia 0.124 mg/kg0.194 mg/kgN/A Beaked sea snake Tropical Indo Pacific0.164 mg/kg0.1125 mg/kgN/A

Другие факторы

Токсичность змеиного яда, определяемая в лабораторных исследованиях на мышах, иногда используется для оценки степени опасности для человека, но этого недостаточно. Многие ядовитые змеи – специализированные хищники, чей яд может быть специально адаптирован для выведения из строя предпочитаемой ими добычи. Для определения потенциальной опасности, которую представляет конкретная ядовитая змея для человека, также критически важны и другие факторы, включая ее распространение и поведение. Например, несмотря на то, что внутренний тайпан считается самой ядовитой змеей в мире по результатам тестов LD50 на мышах, это робкий вид, редко нападающий, и не зафиксировано ни одного случая его смертельного укуса для человека. С другой стороны, "большая четверка" Индии (индийская кобра, обыкновенный крайт, гадюка Рассела и песчаная эфа), хотя и менее ядовиты, чем внутренний тайпан, обитают ближе к человеческим поселениям и более склонны к конфронтации, что приводит к большему числу смертей от укусов змей. Кроме того, некоторые виды, такие как черная мамба и прибрежный тайпан, иногда проявляют агрессию, обычно в состоянии испуга или самообороны, и в этом случае могут ввести смертельную дозу яда, что приводит к высокой смертности среди людей.