Les cobras cracheurs se protègent en lançant des jets de venin dans les yeux de leurs agresseurs. Une nouvelle étude suggère qu’au cours de plusieurs millions d’années, les trois groupes de cracheurs ont indépendamment adapté la chimie de leurs toxines de la même manière pour causer de la douleur à un prédateur potentiel. Le travail fournit un nouvel exemple d’évolution convergente qui « approfondit notre compréhension de ce système unique » pour délivrer du venin, explique Timothy Jackson, toxinologue évolutionniste à l’Université de Melbourne.
Comme les autres cobras, les cobras cracheurs mordront les attaquants en légitime défense. Cracher est leur mouvement de signature, cependant, et les serpents sont des coups de crack. Ils peuvent diriger un jet de venin sur le visage d’un attaquant à plus de 2 mètres de distance, en visant les yeux. Le comportement est une défense si redoutable qu’il a évolué indépendamment trois fois : chez les cobras asiatiques, les cobras africains et un cousin cobra appelé les rinkhals (Hémachatus hémachatus) qui vit en Afrique australe.
Les scientifiques ont précédemment découvert que le venin de certains autres serpents avait évolué pour mieux maîtriser leurs proies. En analysant les venins de 17 espèces crachant et non crachant et en mesurant leurs effets, le biologiste du venin Nicholas Casewell de la Liverpool School of Tropical Medicine et ses collègues ont testé si la composition du venin de cobra cracheur avait également changé au fil du temps pour devenir une défense plus efficace.
Les composés les plus courants dans le venin de cobra sont les soi-disant toxines à trois doigts, des protéines nommées pour leur forme chimique en 3D, et non pour le nombre de chiffres que vous pouvez vous attendre à perdre si un serpent vous mord la main. Les toxines à trois doigts sont également abondantes dans le venin des cracheurs et des non-cracheurs, ont découvert Casewell et ses collègues, constituant environ 60% des molécules toxiques. Cependant, le venin de l’espèce crachant contenait des niveaux plus élevés d’un autre groupe de protéines connues sous le nom de phospholipase A2 toxines, que les non-cracheurs ne produisent qu’en petites quantités, voire pas du tout.
Sonder les effets de la phospholipase A supplémentaire2 protéines, les scientifiques ont tamponné différentes combinaisons de toxines des serpents sur des nerfs de souris isolés qui sont sensibles à la douleur. Plus une toxine stimule de neurones, plus la douleur en résulte. Les chercheurs ont déterminé que les toxines à trois doigts déclenchaient plus de douleur lorsqu’elles étaient combinées avec la phospholipase A2 toxines que seul. Par exemple, lorsque les chercheurs ont appliqué les deux types de toxines du venin de rinkhal aux nerfs de souris, le mélange a stimulé environ deux fois plus de cellules nerveuses en tant que toxines à trois doigts des rinkhals, ils rapportent aujourd’hui dans Science.
Le travail suggère que la sélection naturelle a affiné la composition du venin des serpents pour en faire une meilleure défense, dit Casewell. Que les trois groupes de cracheurs ont dérivé indépendamment la même solution – augmentation de l’abondance de la phospholipase A2 toxines—est un exemple d’évolution convergente, dans laquelle des espèces qui ne sont pas étroitement liées mais qui font face à des défis de survie similaires acquièrent des adaptations similaires. « L’évolution peut être hautement reproductible », déclare Casewell.
La logique évolutive de l’étude est logique, déclare le toxinologue Stephen Mackessy de l’Université du nord du Colorado, Greeley, qui n’était pas lié à la recherche. Augmenter le pouvoir d’agonie du venin aiderait les serpents à éloigner les prédateurs car « l’un des meilleurs outils d’apprentissage est la production de douleur », dit-il. Mais Joe Alcock, chercheur en médecine évolutionniste à l’Université du Nouveau-Mexique, à Albuquerque, dit qu’il est possible qu’endommager les yeux d’un attaquant ait été la force motrice pour faire évoluer une chimie unique. « Si vous pouvez aveugler un prédateur, cela empêcherait une attaque indépendante de la douleur », dit-il.
On ne sait pas pourquoi certains cobras ont commencé à vaporiser du venin plutôt que de simplement le livrer par morsure. Certains chercheurs soutiennent que ce comportement protège les serpents des piétinements des mammifères à sabots. Mais les yeux latéraux des buffles, des zèbres et d’autres mammifères aux pieds lourds seraient difficiles à toucher avec un seul jet de venin, note Casewell. Au lieu de cela, lui et ses collègues postulent que les premiers humains ont motivé l’origine du comportement de crachat. Nos ancêtres auraient été une menace pour les serpents, et ils avaient commodément des yeux tournés vers l’avant qui feraient de bonnes cibles pour un flux de venin nocif.
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