A mérgeskígyók világszerte jelentős járványtani tényezők. Mivel mérgüket a zsákmányukra optimalizálják, az fajról fajra, populációról populációra változik, ami hatalmas kihívást jelent a marások gyógyítói számára: méregspecifikus ellenszérumokra van szükség. Ehhez azonban ismernünk kell a mérgeskígyók változatosságát, amihez felbecsülhetetlen segítséget nyújtanak a természettudományi gyűjtemények.
Írta: Babocsay Gergely, MTM Mátra Múzeum
Egy korábbi blogbejegyzésünkben már esett szó arról, hogy a természettudományi gyűjtemények óriási szerepet kaphatnak a járványtani szempontból szó szerint húsba vágó, illetve maró mérgeskígyók miben vagy kiben létének felderítésében, amin bizony emberi életek múlhatnak. Egyes becslések szerint a világon évente 125 ezer ember hal meg kígyómarás következtében, és egymillió fölé tehető azoknak a száma, akik maradandó súlyos károsodást szenvednek a szervezetükbe jutott kígyóméregtől, még ha életüket meg is hagyja a halálos koktél. A túlélők gyakran vesztik el például megmart végtagjukat.
A fűrészpikkelyes-viperák mérge rendkívül veszélyes. Olyan szövetbontó enzimeket tartalmaznak, amelyek a szervezet minden részében, beleértve a vesét és az agyat is, vérzéseket okozhatnak. A marás helyén a szövetek gyakran elhalnak. (Fotó: Liri Koplevitch)
A kígyómérgek hatékonyságának kulcsa céljukban rejlik. A mérgeskígyók a mérgüket zsákmányszerzésre használják, a védekezés csak másodlagos szerepet kap. Védekezéshez elegendő lenne valamelyest gyengébb, inkább csak elviselhetetlen fájdalmat okozó mérget használni, amely kellő leckét ad a potenciális kígyóbántalmazóknak. A legtöbb védekezésre használt méreg az állatvilágban egyszerűbb kémiai felépítésű és összetételű, mint a zsákmányszerzésre használt mérgek. Az ok elsősorban abban keresendő, hogy a kígyók fegyverkezési versenyben (bár bizonyos mértékben ez a verseny a csak védekezésre használt méreg termelője és ragadozója között is fennáll) vannak táplálékállataikkal, amelyek folyamatosan igyekeznek kivédeni a rájuk vadászó kígyók mérgének hatásait. Ezt pedig a génjeik és az általuk kódolt élettani folyamatok megváltoztatásával tudják elérni, de erre a kígyók válasza a hatékonyabb, ugyanakkor költségesebb mérgek előállítása. Tudni kell, hogy ez egy mechanisztikus evolúciós folyamat, amelyben a véletlenszerűen megjelenő és sikeresebb mutációk a természetes szelekció révén gyorsabban nyernek teret, mind a ragadozó, mind a zsákmány populációjában. Az eredmény kígyó oldalról az egyre tökéletesedő szuperméreg bonyolult összetétellel, gonosz (minden emberi morális előjel nélkül) hatásokkal, amelyek kicselezik és ellehetetlenítik a zsákmány élettani folyamatait.
Az egyiptomi tüskésegeret (Acomys cahirinus) egyes megfigyelések szerint meg se próbálja megmarni az arab fűrészpikkelyes-vipera, mert erre a tüskésegérre nem hat kellőképpen a mérge. Lehet, hogy ez a rágcsáló valamelyest előbbre jár a fegyverkezési versenyben, mint a rettegett hüllő, amellyel megosztja az élőhelyét?
A kígyók környezete azonban kilométerről kilométerre, földrajzi fokról földrajzi fokra, változik. Itt még rágcsáló a zsákmány, ott már madár, amott pedig béka. Mindegyikük fiziológiája egy kicsit másképp működik, aminek nagy jelentősége van, mert ha csak egy méterrel is képesek tovább élni a marást követően, mint az a kígyó szempontjából ideális, akkor a kígyó nyomukat veszti, vagy a hosszas keresést kockáztatja, ami közben vele is ragadozó végezhet. A legjobb gyorsan és stikában elejteni és lenyelni a zsákmányt, majd elvonulni egy kellemes üregbe és megemészteni. A mérget tehát optimalizálni kell a zsákmányra. A mérgeskígyóknak, például a viperáknak, azonban nemcsak a mérge változik földrajzi léptékekben, hanem külleme és „belleme” is. Egyéb szelekciós tényezők is hatnak rájuk, amitől egyik helyen másképp néznek ki, mint a másikon. Rejtő színezetük függ az élőhelyük biztosította vizuális környezettől, hiszen bele kell olvadniuk. Ha madarakra vadásznak és fára kell mászniuk, akkor jobb, ha hosszabb és karcsúbb, ágra emlékeztető a testük, és tán a szélesebb fej is elkél, na meg egy hosszú, kapaszkodó farok. A földön pocokra vadászva jobb a tömzsi test, ott nem kell úgy kapaszkodni, mint az ágakon, a kurta farok is megteszi. És akkor még ne is beszéljünk arról, hogy míg mindez a génekre ható szelekció eredményeként változik, addig a környezet közvetlenül is beleszól az embrionális fejlődésbe, és módosíthatja a génprogramozta testalkatot: egyes kígyóknál az optimálisnál magasabb vagy alacsonyabb kelési hőmérséklet több gerinccsigolyát eredményezhet az embriónál, mint az optimális. És itt kezdődik a taxonómus muzeológus kálváriája. Szeretné kibogozni, hogy egy adott nagyobb földrajzi egységben elterjedt, látszólag egy fajhoz tartozó mérgeskígyók egy vagy több fajhoz tartoznak-e, de ez bizony ennyi változó mellett nem könnyű. Legalábbis az emberi szemnek és agynak. Áthidaló megoldásként dolgozták ki a kutatók a különféle kifinomult többváltozós statisztikai elemzéseket, amelyekhez viszont jó, ha sok a változó. Megbízhatóbb eredményt ad. A kígyók testéről rengeteg adatot lehet lejegyezni: testarányokat, pikkelyek számát és eloszlását, a színezet jellegét, a foltok, cikkcakkok kiterjedését, fogazatot, belső szervek elhelyezkedését, méretét stb. Ezek mind jól elemezhető, kígyóról kígyóra, populációról populációra változó, a kutató számára jelentést hordozó adatok.
Szentföldi fűrészpikkelyes-vipera. Múzeumi példányokon végzett elemzések alapján alaktanilag jelentősen eltér a törzsalaktól. Az eltérés mögött meghúzódó szelekciós okokra nézve is ad támpontot az elemzés, továbbá megkönnyíti a tisztázó, de költséges DNS-re alapozott fejlődéstörténeti vizsgálat megtervezését is. A kép az izraeli Jeruzsálemtől keletre készült.
De miért is akarnánk tudni, hogy mennyi és milyen mérgeskígyó él egy adott területen? Egyrészt a fenti méregevolúciós okok miatt. A mérgeskígyók mérge tehát nemcsak fajok, génuszok, hanem fajon belüli populációk, például alfajok között is, sőt életkor függvényében is eltérő összetételű vagy legalábbis eltérő hatásmechanizmussal bíró lehet: például tökéletesen illeszkedik egy rágcsálóban megtalálható fehérjéhez, de nem annyira egy gyíkban előforduló hasonló molekulához. Ha tehát valamely mérgeskígyó mérgét szeretnénk közömbösíteni egy megmart emberi áldozatban, akkor arra a méregre specifikus ellenanyagot kell előállítanunk. És ugyanígy a néhány száz kilométerre élő, nagyon hasonló, de mégis különböző kígyó mérgéhez pedig egy másik specifikus ellenanyagot kell termelnünk. Ezt csak akkor tudjuk erőforrások felesleges tékozlása nélkül megtenni, ha ismerjük egy faj úgynevezett földrajzi alaktani változatosságát, amihez kiindulópontnak tökéletesen megfelelnek a múzeumi, alkoholban konzervált, évszázadok óta gyűlő példányok. Azokban ugyan méregösszetevőt nem nagyon lehet vizsgálni, amúgy is drága dolog lenne, de általuk a megmintázott populáció alaktani változatosságát leírhatjuk, majd térképre vetíthetjük, és a kapott eredményeket a méregváltozatosság amolyan proxijaként, megfelelőjeként értékelhetjük: ha másoktól eltérő, alaki tulajdonságaik alapján lehatárolható populációkat találunk, könnyen lehet, hogy eltérő ökotípussal, alfajjal vagy fajjal van dolgunk, amelyek esetén joggal gyaníthatjuk, hogy a méregösszetétel is eltér másokétól.
Fiatal szentföldi fűrészpikkelyes vipera a Jordán-völgyből, Jerikótól északra. További vizsgálatokat igényel annak megállapítása, hogy mérge eltér-e a törzsalakétól, és ha igen, mennyire.
Nagyon jó példát szolgál az ilyenfajta elemzésekre az arab fűrészpikkelyes-vipera (Echis coloratus) Dél-Levantén előforduló populációja. A Közel-Kelet e kicsiny szeglete a sivatag és a Mediterráneum határán terül el, és még az úgynevezett eremiális sztyeppi növényzet is beékelődik a kettő közé. A Vörös-tengert szegélyező Sínai-félszigettől, a Holt-tenger és a Jordán-folyó völgyén át a Gilboa-hegyig, valamint a Júdeai-hegyek magaslataiig elképesztően változatos környezet alakult ki a legkülönfélébb csapadékviszonyokkal, a sivatagtól, a téli esők által bőségesen öntözött mediterrán macchiáig terjedő növényzettel. Ebbe a meredek, gyorsan változó környezeti gradiensbe nyomult be az arab efa, és maga is igen hasonlóan kilométerről kilométerre változik. Egy majd 150 preparált, múzeumban őrzött példányt felhasználó elemzés nemcsak azt mutatta meg, hogy a Jordán-völgyben, illetve Szamáriában és a Gilboa-hegyen élő egyedek markánsan eltérnek a déli, sivatagi állatoktól, hanem arra nézve is szolgáltak információkkal, hogy az egyes környezeti tényezők hogyan hatnak a testalkatukra vagy a pikkelyeik számára. A környezeti adatok és az alaktani bélyegek összevetése pedig úgy volt lehetséges, hogy minden egyes példánynak ismert volt a lelőhelye, amelyhez a meteorológiai, botanikai és kőzettani adatbázisokból csak hozzá kellett rendelni a megfelelő környezeti paramétereket.
Csak a Levantén belül is markáns eltérések mutatkoznak az arab fűrészpikkelyes-vipera egyes élőhelyei között. Mindegyikük más és más szelekciós nyomással nehezedik az ott élő kígyókra, ami az egyik alapvető oka lehet a nagyfokú alaktani változatosságuknak. Mérgeskígyók esetén az alaktani változatosság leírásának nagy jelentősége van járványtani szempontból. Felső kép: a Gilboa-hegy mediterrán/sztyeppi növényzettel, a mélyben a Jordán-völggyel; alsó kép a Sínai-félsziget Negev-sivatagdéli peremén előbukkanó vörös gránit sziklái az izraeli Eilat környékén.
A kérdéses elemzés eredményei alapján az északi populáció új alfajba sorolódott E. c. terresanctae néven, és arra is lehetett következtetni a változatosság mibenlétéből, hogy ez a populáció nemcsak azért tér el a törzsalaktól, az E. c. coloratustól, mert más szelekciós erők hatnak rá, hanem mert elképzelhetően egy időben elszigetelten, önállóan is fejlődött. Az ide vonatkozó magyarázat meghaladja ennek az írásnak a kereteit, de elég annyi, hogy további vizsgálatokra van szükség, mostantól lehetőség szerint DNS-re alapozva. Egy érdekes eredmény, hogy a délebbi, a sivatagban élő fűrészpikkelyes-viperák elsősorban madárevők, idejük jelentős részét sivatagi bokrokon és fákon töltik, és feltételezhetően emiatt rendelkeznek jóval több csigolyával, mint az északiak.
Az arab fűrészpikkelyes-vipera (Echis coloratus Günther 1878) a Dél-Levantén. O: a törzsalak (E. c. coloratus), ● alfaja a szentföldi fűrészpikkelyes-vipera (E. c. terraesanctae Babocsay 2003), ▲: Átmeneti zóna a két forma között. A szimbólumok egy vagy több múzeumi példány lelőhelyét jelölik.
A múzeumi példányokon végzett vizsgálatok a mérgeskígyók esetében további felbecsülhetetlenül fontos eredményekkel járnak. A kígyók földrajzi alaktani változatossága megjeleníthető útmutatókban, terepi határozókban, vagy például távoli trópusi országok járványügyi kézikönyveiben, amelyeket helyi vagy missziós orvosok használhatnak kígyómarásos esetek kezelésekor. Mert ügye nem mindegy, hogy milyen kígyóméregre milyen szérumot használunk! És még egy dolgot nem szabad elfelejteni: földrajzi alaktani változatosság alapos leírásához sok egyed kell, amelyek csak múzeumi gyűjteményekben állnak rendelkezésre. Ha ma nulláról akarnánk elegendő kígyót befogni egy ilyen elemzéshez, az évekbe, és forint- vagy akár dollármilliókba kerülne, nem beszélve arról, hogy a világ számos tája egyszerűen civilek számára meg sem közelíthető. Múzeumi példányok segítségével egy-egy mérgeskígyófaj elterjedési területe is megrajzolható, hiszen ahonnan begyűjtötték őket, ott nyilvánvalóan élnek. Ez ugyancsak nagyban segíti a marások diagnosztizálását (élhet-e ott az a kígyó vagy sem), és az egyébként nagyon költséges ellenszérumok elosztásának optimalizálását is.
Az arab fűrészpikkelyes-vipera eltérő populációinak elterjedési térképe viszonylag nagy pontossággal megrajzolható a múzeumi példányok lelőhelye alapján. A példányok legalább másfél évszázada gyűlnek különböző természettudományi múzeumokban. Nélkülük ma megrajzolni ezt a térképet mérhetetlenül sok időbe, munkába és pénzbe kerülne, miközben ezeken a területeken évente több száz ember szenved el viperamarást, de az orvosnál hozzávetőleg sem tudja megmondani, milyen kígyó marhatta meg. A térképek nagy segítséget nyújtanak az elkövetők körének szűkítésében.
A mérgeskígyók esete tehát nagyon jól mutatja, hogy a természettudományi gyűjtemények milyen nagymértékben segíthetnek akut járványtani problémák megoldásában és az azokkal kapcsolatos költségek optimalizálásában és csökkentésében.
További olvasnivalók a természetrajzi gyűjtemények jelentőségéről:
Irány Albánia! - Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 19. rész
Eltűnt és sosem volt ritkaságok – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 17. rész
Alkoholba áztatott remény – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 16. rész
Darázshiszti és darázsgyűjtemény – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 14. rész
Mégsem mamuthúst ettek a felfedezők Klubjában – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 13. rész
Tchernov nyaklánca az alkoholból – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 12. rész
Görnyedt alakok az éjszakában: gyalogpattanászok – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 11. rész.
Egy szürke gyűjteményi példány történelmi titka – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 9.rész
Az élőhely megsemmisült, a növény életre kelt – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 8. rész
Migránsok és otthon maradók – Egy tundranövény génekben őrzött vándorlástörténete – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 7. rész
Kipusztultnak hittük – A zörgőfű és a macskamenta története – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 6. rész
Klímaváltozás a cédulákon – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 5. rész
A lőtér fantomja – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 4. rész
Kommentek az apokalipszis magas lováról – avagy a tudomány vagy a tudatlanság oltára a nagyobb? – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 2. rész
Poloskák jelzik a Balaton vízének minőségét? – Mire jók a természetrajzi gyűjtemények? 1. rész
A kutató fogott egy gyönyörű madarat, azután megölte...
Ajánlott bejegyzések:
A bejegyzés trackback címe:
Kommentek:
A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.
