Een anonieme brief aan The Pennsylvania Journal in december 1775 beschrijft hoe de schrijver een afbeelding van een ratelslang zag op een trommel die toebehoorde aan een marinier met de woorden ‘Don’t Tread on Me’ gespeld onder de afbeelding van de slang. De schrijver gaat verder met te theoretiseren waarom dit symbool was gekozen door de marinier en de bedoelde betekenis ervan. De schrijver begon met het schetsen van de kenmerken die ratelslangen onderscheiden van andere dieren en veronderstelde waarom diezelfde eigenschappen op gepaste wijze kunnen worden gebruikt om de Verenigde Staten van Amerika te symboliseren:
“Ik herinnerde mij dat haar oog uitblonk in helderheid, dat van enig ander dier, en dat zij geen oogleden heeft. Ze kan daarom worden beschouwd als een embleem van waakzaamheid. Zij begint nooit met een aanval, noch geeft zij zich, eenmaal aangevallen, ooit over: zij is daarom een symbool van grootmoedigheid en ware moed. Alsof zij alle pretenties van ruzie met haar wilde voorkomen, verbergt zij de wapens waarmee de natuur haar heeft gepolijst, in het dak van haar mond, zodat zij, voor wie haar niet kent, een uiterst weerloos dier lijkt; en zelfs wanneer deze wapens worden getoond en uitgestrekt ter haar verdediging, lijken ze zwak en verachtelijk; maar hun wonden, hoe klein ook, zijn beslissend en fataal. Zich hiervan bewust, verwondt zij zich nooit voordat zij royaal bericht heeft gegeven, zelfs aan haar vijand, en hem gewaarschuwd heeft voor het gevaar haar te betreden.
-An American Guesser”
Hoewel bovenstaande paragraaf anoniem is geschreven, geloven geschiedkundigen dat de schrijver Benjamin Franklin is geweest. De hele brief kan worden bekeken op http://greatseal.com/symbols/rattlesnake.html.
In deze korte blog gaan we in op het gif van ratelslangen.
Wat is het doel van het gif van ratelslangen?
Er zijn twee hoofdcategorieën gif: gif dat bedoeld is om prooien te bedwingen en gif dat bedoeld is om roofdieren af te schrikken. Ratelslangen hebben hun gif ontwikkeld om hun prooi te bedwingen en het verteringsproces op gang te brengen. Figuur 1 toont een houtratelslang (Crotalus horridus) die bezig is een grijze eekhoorn (Sciurus carolinensis) te verorberen nadat hij deze met gif heeft bedwongen. Ze hebben een speciaal pakket proteïnen en enzymen om deze taak te helpen volbrengen. Hoewel ratelslangen hun gif hebben ontwikkeld om voedsel te kunnen bemachtigen en niet zozeer als verdedigingsmiddel, heeft een verdedigingsbeet helaas toch het effect dat deze verteringsstoffen door het lichaamsweefsel scheuren en pijn, zwelling en necrose veroorzaken.
Figuur 1. Deze timber rattlesnake (Crotalus horridus) werd door de auteur gefotografeerd terwijl hij een grijze eekhoorn (Sciurus carolinensis) verorberde in Alachua County, Florida, nadat hij deze had bedwongen met gif. Deze slang behoort tot de populatie waarvan wordt aangenomen dat ze een hogere concentratie neurotoxisch gif heeft dan populaties ten noorden van Interstate 10.
Gefotografeerd en auteursrechtelijk beschermd door de auteur, Jason Seitz
Waaruit bestaat het gif van ratelslangen?
Het gif van ratelslangen bestaat uit een mengsel van hemotoxinen en neurotoxinen, maar het zijn vooral hemotoxinen. Hemotoxinen richten zich op weefsels en bloed, waardoor bloedingen en necrose ontstaan. Hun gif is eigenlijk een cocktail van chemische elementen. Neurotoxinen richten zich op het zenuwstelsel, waarvan sommige verlamming kunnen veroorzaken. Hoewel elke soort gifslang zijn eigen specifieke cocktail van eiwitten en enzymen heeft in vergelijking met andere soorten, zijn er aanwijzingen dat de relatieve concentratie van neurotoxines ten opzichte van hemotoxines regionaal kan variëren, zelfs binnen een bepaalde slangensoort. Zo wordt door sommige onderzoekers aangenomen dat een aanzienlijk percentage van de timber rattlesnakes ten zuiden van de Interstate 10 (I-10) in Florida een hogere concentratie neurotoxisch gif hebben dan de timber rattlers ten noorden van deze corridor. De verschillende proteïnen en enzymen in het gif van de ratelslang hebben een synergetisch effect dat is geëvolueerd om een totale cardiovasculaire ineenstorting teweeg te brengen bij de beoogde prooi van de slang. Wanneer een ratelslang ter verdediging bijt, worden de effecten afgezwakt door de grote omvang van een persoon in vergelijking met zijn prooi (meestal een knaagdier).
Enkele recente werken van wetenschappers hebben ontdekt dat sommige vormen van hemotoxisch gif niet immunogeen zijn, wat betekent dat ze geen immuunreactie opwekken bij het slachtoffer. Ze ontsnappen aan het immuunsysteem van het aangetaste dier, zodat er geen antilichamen worden aangemaakt om de giftige stoffen te bestrijden. Dit is verontrustend omdat tegengiffen worden geproduceerd door injectie van gif in een groot dier, meestal een paard, en later het oogsten van de antilichamen die door het paard worden aangemaakt en later kunnen worden gebruikt om slachtoffers van beten te behandelen.
Hemotoxinegif zoals dat van ratelslangen begint de structurele componenten van bloedvaten en weefsels uit elkaar te halen zodra het wordt geïnjecteerd. Dit gebeurt door metalloproteasen, dit zijn proteasenzymen die een metaal als katalysator gebruiken bij de hydrolyse van peptidebindingen. Omdat deze enzymen zelfs de eiwitten afbreken die verantwoordelijk zijn voor het intact houden van de celwanden van de bloedvaten, ontstaat een plaatselijke bloeding, waardoor bloed in de omliggende weefsels terechtkomt. Dezelfde metalloproteasen werken ook om skeletspieren af te breken. Een ander bestanddeel van rateltoxine, fosfolipasen, veroorzaakt de dood van spierweefsel door hun celmembranen aan te vallen. Sommige van deze fosfolipasen hebben enzymen die gaten in de spiercelwanden maken door de fosfolipiden die de membranen bijeenhouden uit elkaar te halen. Andere fosfolipasen gebruiken nog niet geïdentificeerde middelen om spiercellen te vernietigen.
Er zijn nog andere enzymen in het gif van ratelslangen die voor vernietiging zorgen. Hiertoe behoren hyaluronidases en serine proteases, die elk hun eigen vernietigingsmechanisme hebben. Sommige chemische verbindingen uit het gif verplaatsen zich ver van de plaats van de beet en richten verwoestingen aan in bloedvaten en skeletspieren elders in het lichaam.
Naast de destructieve werking van de gifbestanddelen zelf, misleiden sommige eiwitten ons eigen immuunsysteem om tegen onze eigen cellen te vechten. Met name de werking van metalloproteasen en fosfolipasen zet een immuunreactie in gang op de plaats van de wond. Immuuncellen zoals leukocyten signaleren een verhoogde immuunrespons door boodschappers zoals interleukine-6 vrij te geven. Aangezien de gifbestanddelen geen samenhangende kracht vormen en er geen bacteriën zijn om aan te vallen, lanceert het immuunsysteem in plaats daarvan een aanval die bijdraagt tot de vernietiging van onze eigen weefsels. De schade die door ons eigen immuunsysteem wordt aangericht, is des te verontrustender omdat tegengif niet helpt om de gevolgen ervan te verzachten. Studies hebben aangetoond dat, wanneer het immuunsysteem wordt uitgeschakeld, de necrotische effecten van slangengif sterk worden verminderd. Het gebruik van Benadryl, bijvoorbeeld, kan de zwelling en het oedeem verminderen dat met het gif gepaard gaat.
Een noot over het behoud
Hoewel slangen vaak gevreesd en vervolgd worden in een groot deel van hun verspreidingsgebied in de Verenigde Staten en elders, nemen zij niettemin een waardevolle plaats in in de ecologie van vele ecosystemen. Er zijn honderden slangensoorten in de VS, maar slechts een klein deel daarvan is giftig. In Florida bijvoorbeeld zijn er 50 slangensoorten, maar slechts 6 (12%) van die soorten zijn giftig. Gifslangen kunnen veilig en effectief worden vermeden door gebruik te maken van gezond verstand. Als wordt vermoed dat een slang giftig is, of als niet bekend is of hij giftig is, is het veilig om hem met rust te laten. Bedenk dat de meeste slachtoffers van een beet worden gebeten omdat ze de slang proberen te hanteren of doden.
Slangen verrichten waardevolle diensten zoals het bestrijden van knaagdieren en ander ongedierte. Een recente studie heeft aangetoond dat houtratelslangen de incidentie van de ziekte van Lyme in het noordoosten van de V.S. kunnen verminderen door te jagen op de gastheer (knaagdieren) die de teek draagt die de ziekte verspreidt. Naar schatting 2.500 tot 4.500 teken werden elk jaar uit de studiegebieden in het noordoosten van de V.S. verwijderd door houtratelslangen die hun gastheren zoogdieren opaten.
Recent onderzoek suggereert dat ratelslangen kunnen helpen bij het verspreiden van de zaden van grassen en andere planten. Knaagdieren eten graszaden en die van andere planten, maar de zaden overleven normaal gesproken niet door het spijsverteringsproces van knaagdieren. Knaagdieren dragen de zaden echter vaak mee in hun wangzakken, en als het knaagdier dan wordt gedood en opgegeten door een ratelslang, zijn deze zaden in staat om door het spijsverteringskanaal van de slang te gaan en levensvatbaar te blijven. Drie soorten woestijnbewonende ratelslangen bleken knaagdieren te hebben verorberd met zaden in hun wangzakken en dat de zaden in staat zijn te ontkiemen in de dikke darm van de slang en kunnen worden doorgegeven met de uitwerpselen van de slang, waardoor verspreiding van de plantaardige propagules mogelijk wordt.
Rattlesnakes en vele andere slangensoorten hebben te maken met een afname van de populaties in de Verenigde Staten als gevolg van het verlies van habitat, voortdurende vervolging, en opkomende ziekten zoals de slangenschimmel Ophidiomyces ophiodiicola. De oostelijke diamantrugratelslang (Crotalus adamanteus) (figuur 2) is zo sterk achteruitgegaan dat er een verzoek is ingediend om de soort te beschermen als bedreigde soort in het kader van de Endangered Species Act.
Figuur 2. De oostelijke diamantrug ratelslang (Crotalus adamanteus) is een van de meer bekende (en vaak vervolgde) ratelslangen soorten.
Gefotografeerd en auteursrechtelijk beschermd door de auteur, Jason Seitz
Een leuke manier om uw waarnemingen van amfibieën en reptielen te melden met Citizen Science
Gebruik de HerpMapper mobiele telefoon app om uw waarnemingen van amfibieën en reptielen te registreren en in te sturen! Het is leuk, eenvoudig en gemakkelijk om te doen. Zie de website https://www.herpmapper.org/ voor meer informatie en om de app te downloaden.
Bronnen
Adkins, C.L., D.N. Greenwald, D.B. Means, B. Matturro, and J. Ries. 2011. Petition to List the Eastern Diamondback Rattlesnake (Crotalus adamanteus) as Threatened under the Endangered Species Act. Verzoekschrift ingediend op 11 augustus 2011 bij de U.S. Fish and Wildlife Service (USFWS), Washington, D.C., en USFWS Region 4, Atlanta, GA.
Brown, W.S. 1993. Biology, Status, and Management of the Timber Rattlesnake (Crotalus horridus): A guide for Conservation. Society for the Study of Amphibians and Reptiles, Herpetological Circular No. 22, The University of Kansas, Lawrence, KS.
Kabay, E., N.M. Caruso, and K.R. Lips. 2013. Timber Rattlesnakes May Reduce Incidence of Lyme Disease in the Northeastern United States. 98th Annual Meeting of the Ecological Society of America, 08/06/13, Minneapolis, MN. Online toegankelijk op 02/05/18 bij https://eco.confex.com/eco/2013/webprogram/Paper44305.html.
Lorch, J.M, S. Knowles, J.S. Lankton, K. Michell, J.L. Edwards, J.M. Kapfer, R.A. Staffen, E.R. Wild, K.Z. Schmidt, A.E. Ballmann, D. Blodgett, T.M. Farrel, B.M. Glorioso, L.A. Last, S.J. Price, K.L. Schuler, C.E. Smith, J.F.X. Wellehan, Jr, en D.S. Blehert. 2016. Slangenschimmelziekte: een opkomende bedreiging voor wilde slangen. Philosophical Transactions of the Royal Society B 371: 20150457. Online toegankelijk op 02/13/18 at http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/royptb/371/1709/20150457.full.pdf.
Reiserer, R.S., G.W. Schuett, and H.W. Greene. 2018. Seed ingestion and germination in rattlesnakes: overlooked agents of rescue and secondary dispersal. Proceedings of the Royal Society B: 285: 20172755. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2017.2755.
Robertson, M. 2017. pers. comm. betreffende regionale verschillen in neurotoxinen bij de timber rattlesnake.
Wilcox, C. 2016. Venomous, How Earth’s Deadliest Creatures Mastered Biochemistry. Scientific American / Farrar, Straus, and Giroux, New York, NY.