In einem anonymen Brief an das Pennsylvania Journal vom Dezember 1775 wird beschrieben, wie der Schreiber das Bild einer Klapperschlange auf einer Trommel eines Marinesoldaten sah, unter dem die Worte „Don’t Tread on Me“ (Tritt nicht auf mich) geschrieben standen. Der Autor stellt eine Theorie auf, warum dieses Symbol von der Marine gewählt wurde und welche Bedeutung es hat. Der Autor begann damit, die Merkmale zu skizzieren, die Klapperschlangen von anderen Tieren unterscheiden, und vermutete, dass diese Eigenschaften auch als Symbol für die Vereinigten Staaten von Amerika verwendet werden könnten:
„Ich erinnerte mich daran, dass ihr Auge heller ist als das jedes anderen Tieres und dass sie keine Augenlider hat. Sie kann daher als Sinnbild der Wachsamkeit angesehen werden. Sie greift nie an, und wenn sie einmal angegriffen hat, gibt sie nie auf: Sie ist also ein Sinnbild für Großmut und wahren Mut. Die Waffen, mit denen die Natur sie ausgestattet hat, verbirgt sie in ihrem Maul, als wolle sie jeden Anschein einer Auseinandersetzung mit ihr verhindern, so dass sie denjenigen, die sie nicht kennen, als ein höchst wehrloses Tier erscheint; und selbst wenn diese Waffen zu ihrer Verteidigung gezeigt und ausgestreckt werden, erscheinen sie schwach und verächtlich; aber ihre Wunden, so klein sie auch sein mögen, sind entscheidend und tödlich. Da sie sich dessen bewusst ist, verwundet sie sich nie, bevor sie nicht selbst ihren Feind großzügig benachrichtigt und ihn vor der Gefahr gewarnt hat, sie zu zertreten.
-An American Guesser“
Obwohl der obige Absatz anonym verfasst wurde, glauben Geschichtsforscher, dass es sich bei dem Verfasser um Benjamin Franklin handelte. Der gesamte Brief kann unter http://greatseal.com/symbols/rattlesnake.html eingesehen werden.
Dieser kurze Blog befasst sich mit den Gifteigenschaften von Klapperschlangen.
Was ist der Zweck des Klapperschlangengifts?
Es gibt zwei Hauptkategorien von Giften: solche, die die Beute überwältigen sollen, und solche, die Raubtiere abschrecken sollen. Klapperschlangen haben ihr Gift entwickelt, um Beutetiere zu betäuben und den Verdauungsprozess einzuleiten. Abbildung 1 zeigt eine Holzklapperschlange (Crotalus horridus) beim Verzehr eines grauen Eichhörnchens (Sciurus carolinensis), nachdem sie es mit ihrem Gift betäubt hat. Sie verfügen über eine spezielle Reihe von Proteinen und Enzymen, die ihnen dabei helfen, diese Aufgabe zu bewältigen. Obwohl Klapperschlangen ihr Gift zur Nahrungsbeschaffung und nicht zur Verteidigung entwickelt haben, hat ein Abwehrbiss leider den Effekt, dass diese Verdauungsstoffe das Körpergewebe zerreißen und Schmerzen, Schwellungen und Nekrosen verursachen.
Abbildung 1. Diese Holzklapperschlange (Crotalus horridus) wurde vom Autor fotografiert, als sie ein östliches graues Eichhörnchen (Sciurus carolinensis) in Alachua County, Florida, fraß, nachdem sie es mit Gift betäubt hatte. Diese Schlange gehört zu den Populationen, von denen man annimmt, dass sie eine höhere Konzentration an neurotoxischem Gift aufweisen als Populationen nördlich der Interstate 10.
Fotografiert und urheberrechtlich geschützt vom Autor, Jason Seitz
Woraus besteht Klapperschlangengift?
Das Gift von Klapperschlangen ist eine Mischung aus Hämotoxinen und Neurotoxinen, wobei es sich hauptsächlich um Hämotoxine handelt. Hämotoxine greifen Gewebe und Blut an und verursachen Blutungen und Nekrosen. Ihr Gift ist eigentlich ein Cocktail aus chemischen Elementen. Neurotoxine zielen auf das Nervensystem ab, wobei einige von ihnen Lähmungen verursachen können. Zwar hat jede Giftschlangenart im Vergleich zu anderen Arten ihren eigenen speziellen Cocktail aus Proteinen und Enzymen, doch gibt es Hinweise darauf, dass die relative Konzentration von Neurotoxinen und Hämotoxinen selbst innerhalb einer bestimmten Schlangenart regional unterschiedlich sein kann. So gehen einige Forscher davon aus, dass ein erheblicher Prozentsatz der Holzklapperschlangen südlich der Interstate 10 (I-10) in Florida eine höhere Konzentration an neurotoxischem Gift aufweist als die Holzklapperschlangen nördlich dieses Korridors. Die verschiedenen Proteine und Enzyme im Klapperschlangengift haben eine synergetische Wirkung, die sich so entwickelt hat, dass sie einen totalen Herz-Kreislauf-Kollaps der von der Schlange angegriffenen Beute auslösen. Wenn eine Klapperschlange zur Verteidigung zubeißt, wird die Wirkung aufgrund der Größe des Menschen im Vergleich zur Beute (in der Regel ein Nagetier) abgeschwächt.
Einige neuere Arbeiten von Wissenschaftlern haben ergeben, dass einige Formen von hämotoxischen Giften nicht immunogen sind, d. h. sie lösen beim Opfer keine Immunreaktion aus. Sie entgehen dem Immunsystem des vergifteten Tieres, so dass keine Antikörper zur Bekämpfung der Gifte gebildet werden. Dies ist besorgniserregend, da Gegengifte hergestellt werden, indem man einem großen Tier, in der Regel einem Pferd, Gift injiziert und später die vom Pferd gebildeten Antikörper gewinnt, die dann zur Behandlung von Bissopfern verwendet werden können.
Hämotoxingifte wie die der Klapperschlange beginnen sofort nach der Injektion, die strukturellen Bestandteile von Blutgefäßen und Geweben zu zerlegen. Dies geschieht durch Metalloproteasen, das sind Proteasen, Enzyme, die ein Metall als Katalysator bei der Hydrolyse von Peptidbindungen verwenden. Da diese Enzyme sogar die Proteine zerstören, die die Zellwände der Blutgefäße intakt halten, kommt es zu lokalen Blutungen, bei denen Blut in das umliegende Gewebe gelangt. Dieselben Metalloproteasen wirken auch beim Abbau von Skelettmuskeln. Ein weiterer Bestandteil des Klapperschlangengifts, die Phospholipasen, führen zum Absterben von Muskelgewebe, indem sie dessen Zellmembranen angreifen. Einige dieser Phospholipasen verfügen über Enzyme, die Löcher in die Muskelzellwände reißen, indem sie die Phospholipide, die die Membranen zusammenhalten, aufbrechen. Andere Phospholipasen verwenden noch nicht identifizierte Mittel zur Zerstörung von Muskelzellen.
Es gibt noch weitere Enzyme, die im Klapperschlangengift enthalten sind und Zerstörung verursachen. Dazu gehören Hyaluronidasen und Serinproteasen, die jeweils ihre eigene Art von Zerstörungsmechanismus haben. Einige chemische Verbindungen aus dem Gift wandern weit von der Bissstelle weg und richten an anderen Stellen im Körper Schäden an Blutgefäßen und Skelettmuskeln an.
Zusätzlich zu den zerstörerischen Wirkungen der Giftbestandteile selbst bringen einige Proteine unser eigenes Immunsystem dazu, gegen unsere eigenen Zellen zu kämpfen. Insbesondere die Wirkungen von Metalloproteasen und Phospholipasen lösen eine Immunreaktion am Ort der Wunde aus. Immunzellen wie Leukozyten signalisieren eine verstärkte Immunreaktion, indem sie Botenstoffe wie Interleukin-6 freisetzen. Da die Giftbestandteile keine kohäsive Kraft sind und keine Bakterien angreifen, startet das Immunsystem stattdessen einen Angriff, der zur Zerstörung unseres eigenen Gewebes beiträgt. Der Schaden, den unser eigenes Immunsystem anrichtet, ist doppelt besorgniserregend, wenn man bedenkt, dass das Gegengift nicht dazu beiträgt, seine Auswirkungen zu lindern. Studien haben ergeben, dass die nekrotischen Wirkungen von Schlangengift stark reduziert werden, wenn das Immunsystem ausgeschaltet ist. Die Einnahme von Benadryl zum Beispiel kann die mit einer Vergiftung verbundenen Schwellungen und Ödeme lindern.
Ein Hinweis zum Naturschutz
Obwohl Schlangen in weiten Teilen ihres Verbreitungsgebiets in den Vereinigten Staaten und anderswo oft gefürchtet und verfolgt werden, nehmen sie dennoch einen wertvollen Platz in der Ökologie vieler Ökosysteme ein. In den USA gibt es Hunderte von Schlangenarten, aber nur ein kleiner Teil von ihnen ist giftig. In Florida zum Beispiel gibt es 50 Schlangenarten, aber nur 6 (12 %) davon sind giftig. Giftige Schlangen können mit gesundem Menschenverstand sicher und effektiv gemieden werden. Wenn eine Schlange für giftig gehalten wird oder wenn nicht bekannt ist, ob sie giftig ist, sollte man sie in Ruhe lassen. Denken Sie daran, dass die meisten Bissopfer gebissen werden, weil sie versuchen, die Schlange zu handhaben oder zu töten.
Schlangen leisten wertvolle Dienste bei der Bekämpfung von Nagetieren und anderen Schädlingen. Eine aktuelle Studie hat gezeigt, dass Holzklapperschlangen das Auftreten von Borreliose im Nordosten der USA verringern können, indem sie den Wirt (Nagetiere) fressen, der die Zecke trägt, die die Krankheit verbreitet. In den Untersuchungsgebieten im Nordosten der USA wurden jedes Jahr schätzungsweise 2.500 bis 4.500 Zecken durch den Verzehr von Säugetierwirten durch Holzklapperschlangen entfernt.
Neuste Forschungen deuten darauf hin, dass Klapperschlangen dazu beitragen können, die Samen von Gräsern und anderen Pflanzen zu verbreiten. Nagetiere fressen Grassamen und die Samen anderer Pflanzen, aber normalerweise überleben die Samen den Verdauungsprozess der Nagetiere nicht. Wenn das Nagetier dann von einer Klapperschlange getötet und gefressen wird, können diese Samen den Verdauungstrakt der Schlange durchdringen und lebensfähig bleiben. Bei drei in der Wüste lebenden Klapperschlangenarten wurde festgestellt, dass sie Nagetiere mit Samen in ihren Backentaschen gefressen haben und dass die Samen im Dickdarm der Schlange keimen und mit dem Kot der Schlange weitergegeben werden können, so dass sich die Pflanzenteile verbreiten können.
Klapperschlangen und viele andere Schlangenarten erleben in den Vereinigten Staaten einen Rückgang ihrer Populationen, der auf den Verlust ihres Lebensraums, die anhaltende Verfolgung und neu auftretende Krankheiten wie den Schlangenpilz Ophidiomyces ophiodiicola zurückzuführen ist. Der Bestand der Östlichen Diamantklapperschlange (Crotalus adamanteus) (Abbildung 2) ist so weit zurückgegangen, dass die Art als bedrohte Art im Rahmen des Gesetzes über gefährdete Arten (Endangered Species Act) unter Schutz gestellt wurde.
Abbildung 2. Die Östliche Diamantklapperschlange (Crotalus adamanteus) ist eine der bekannteren (und oft verfolgten) Klapperschlangenarten.
Fotografiert und urheberrechtlich geschützt vom Autor, Jason Seitz
Eine unterhaltsame Möglichkeit, Amphibien- und Reptiliensichtungen mit Hilfe von Citizen Science zu melden
Nutzen Sie die HerpMapper-Handy-App, um Ihre Amphibien- und Reptiliensichtungen aufzuzeichnen und zu melden! Es macht Spaß, ist einfach und leicht zu machen. Auf der Website https://www.herpmapper.org/ finden Sie weitere Informationen und können die App herunterladen.
Quellen
Adkins, C.L., D.N. Greenwald, D.B. Means, B. Matturro, and J. Ries. 2011. Petition zur Aufnahme der Östlichen Diamantrücken-Klapperschlange (Crotalus adamanteus) in die Liste der bedrohten Arten des Endangered Species Act. Petition eingereicht am 11.08.11 bei U.S. Fish and Wildlife Service (USFWS), Washington, D.C., und USFWS Region 4, Atlanta, GA.
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