O scrisoare anonimă adresată publicației The Pennsylvania Journal în decembrie 1775 descrie cum scriitorul a observat imaginea unui șarpe cu clopoței reprezentată pe o tobă aparținând unui pușcaș marin, cu cuvintele „Don’t Tread on Me” scrise sub imaginea șarpelui. Scriitorul a continuat să formuleze o teorie cu privire la motivul pentru care acest simbol a fost ales de pușcașul marin și la semnificația sa. Scriitorul a început prin a sublinia caracteristicile care diferențiază șerpii cu clopoței de alte animale și a presupus de ce aceleași proprietăți pot fi folosite în mod corespunzător pentru a simboliza Statele Unite ale Americii:
„Mi-am amintit că ochiul ei excelează în strălucire, cel al oricărui alt animal, și că nu are pleoape. Prin urmare, ea poate fi apreciată ca o emblemă a vigilenței. Ea nu începe niciodată un atac și, odată angajată, nu se predă niciodată: ea este, prin urmare, o emblemă a mărinimiei și a curajului adevărat. Ca și cum ar fi dornică să împiedice orice pretenție de a se certa cu ea, armele cu care natura a înzestrat-o își ascunde armele în cerul gurii, astfel încât, pentru cei care nu o cunosc, ea pare a fi un animal foarte lipsit de apărare; și chiar și atunci când aceste arme sunt arătate și întinse pentru apărarea ei, ele par slabe și disprețuitoare; dar rănile lor, oricât de mici ar fi, sunt decisive și fatale. Conștientă de acest lucru, ea nu rănește niciodată „până când nu a anunțat cu generozitate, chiar și pe dușmanul ei, și nu l-a avertizat împotriva pericolului de a o călca în picioare.”
-Un ghicitor american”
Deși paragraful de mai sus a fost scris sub anonimat, cercetătorii în istorie cred că autorul ar fi fost Benjamin Franklin. Întreaga scrisoare poate fi vizualizată la http://greatseal.com/symbols/rattlesnake.html.
Acest scurt blog va lua în considerare atributele veninului șerpilor cu clopoței.
Care este scopul veninului de șarpe cu clopoței?
Există două categorii principale de veninuri: cele care au rolul de a supune prada și cele care au rolul de a descuraja prădătorii. Șerpii cu clopoței și-au dezvoltat veninul pentru a supune prada și pentru a începe procesul de digestie. Figura 1 arată un șarpe cu clopoței de lemn (Crotalus horridus) în timp ce consumă o veveriță cenușie de est (Sciurus carolinensis) după ce a supus-o cu venin. Aceștia au o suită specială de proteine și enzime care îi ajută să îndeplinească această sarcină. Din nefericire, deși șerpii cu clopoței și-au dezvoltat veninul pentru a-l folosi la obținerea hranei și nu ca măsură de apărare, o mușcătură defensivă are totuși ca efect faptul că acești compuși digestivi sfâșie țesuturile corporale și provoacă durere, umflături și necroză.
Figura 1. Acest șarpe cu clopoței de lemn (Crotalus horridus) a fost fotografiat de autor în timp ce consuma o veveriță cenușie de est (Sciurus carolinensis) în Alachua County, Florida, după ce a supus-o cu venin. Acest șarpe face parte din populația despre care se crede că are o concentrație mai mare de venin neurotoxic decât populațiile de la nord de Interstate 10.
Fotografiat și protejat prin drepturi de autor, Jason Seitz
Din ce este compus veninul șarpelui cu clopoței?
Veninul șerpilor cu clopoței este un amestec de hemotoxine și neurotoxine, dar sunt în cea mai mare parte hemotoxine. Hemotoxinele țintesc țesuturile și sângele, provocând hemoragie și necroză. Veninul lor este, de fapt, un cocktail de elemente chimice. Neurotoxinele vizează sistemul nervos, dintre care unele pot provoca paralizie. În timp ce fiecare specie de șarpe veninos are propriul cocktail special de proteine și enzime în comparație cu alte specii, există unele dovezi care sugerează că concentrația relativă de neurotoxine față de hemotoxine poate varia la nivel regional chiar și în cadrul unei anumite specii de șarpe. De exemplu, un procent semnificativ de șerpi cu clopoței din lemn la sud de Interstate 10 (I-10) în Florida este considerat de unii cercetători ca având o concentrație mai mare de venin neurotoxic decât șerpii cu clopoței din lemn la nord de acest coridor. Diferitele proteine și enzime din veninul de șarpe cu clopoței au un efect sinergic care a evoluat pentru a declanșa un colaps cardiovascular total al prăzii vizate de șarpe. Atunci când un șarpe cu clopoței mușcă pentru a se apăra, efectele sunt diluate din cauza dimensiunii mari a unei persoane în comparație cu prada lor (de obicei un rozător).
Câteva lucrări recente ale oamenilor de știință au descoperit că unele forme de venin hemotoxic nu sunt imunogene, ceea ce înseamnă că nu declanșează un răspuns imunitar din partea victimei. Ele se strecoară pe lângă sistemul imunitar al animalului înveninat, astfel încât nu sunt produși anticorpi pentru a lupta împotriva toxinelor. Acest lucru este îngrijorător, deoarece antiveninurile sunt produse prin injectarea veninului într-un animal mare, de obicei un cal, și prin recoltarea ulterioară a anticorpilor creați de cal, care pot fi utilizați ulterior pentru a trata victimele mușcăturilor.
Veninurile de hemotoxine, cum ar fi cele ale șerpilor cu clopoței, încep să dezasambleze componentele structurale ale vaselor de sânge și ale țesuturilor imediat ce sunt injectate. Acest lucru este realizat de metaloproteaze, care sunt enzime proteaze care folosesc un metal ca și catalizator în hidroliza legăturilor peptidice. Deoarece aceste enzime descompun chiar și proteinele responsabile de menținerea intactă a pereților celulari ai vaselor de sânge, rezultă hemoragii localizate, care trimit sângele în țesuturile din jur. Aceleași metaloproteaze acționează, de asemenea, pentru a descompune mușchii scheletici. O altă componentă a toxinei cu clopoței, fosfolipazele provoacă moartea țesutului muscular prin atacarea membranelor lor celulare. Unele dintre aceste fosfolipaze au enzime care creează găuri în pereții celulelor musculare prin ruperea fosfolipidelor care țin membranele împreună. Alte fosfolipaze folosesc mijloace încă neidentificate de distrugere a celulelor musculare.
Există încă alte enzime conținute în veninul șobolanului cu clopoței care provoacă distrugeri. Printre acestea se numără hialuronidele și serin proteazele, fiecare având propriul tip de mecanism distructiv. Unii compuși chimici din venin călătoresc departe de locul mușcăturii și fac ravagii asupra vaselor de sânge și a mușchilor scheletici în alte părți ale corpului.
În plus față de acțiunile distructive ale componentelor veninului în sine, unele proteine păcălesc propriul nostru sistem imunitar pentru a lupta împotriva propriilor noastre celule. Mai exact, acțiunile metaloproteazelor și ale fosfolipazelor declanșează un răspuns imunitar la locul rănii. Celulele imunitare, cum ar fi leucocitele, semnalează un răspuns imunitar sporit prin eliberarea de mesageri precum interleukina-6. Deoarece componentele veninului nu reprezintă o forță coerentă și neavând bacterii de atacat, sistemul imunitar lansează în schimb un atac care se adaugă la distrugerea propriilor noastre țesuturi. Daunele provocate de propriul nostru sistem imunitar sunt de două ori mai îngrijorătoare, având în vedere că antiveninul nu ajută la atenuarea efectelor sale. Studiile au descoperit că, atunci când sistemul imunitar este oprit, efectele necrotice ale veninului de șarpe sunt mult reduse. Utilizarea de Benadryl, de exemplu, poate diminua umflăturile și edemele asociate cu veninizarea.
O notă despre conservare
Deși șerpii sunt adesea temuți și persecutați în cea mai mare parte a arealelor lor din Statele Unite și din alte părți, ei ocupă totuși un loc valoros în ecologia multor ecosisteme. Există sute de specii de șerpi în SUA, dar numai o mică parte dintre ei sunt veninoși. De exemplu, în Florida există 50 de specii de șerpi, dar numai 6 (12%) dintre aceste specii sunt veninoase. Șerpii veninoși pot fi evitați în mod sigur și eficient prin folosirea bunului simț. Dacă se crede că un șarpe este veninos sau dacă nu se știe dacă este veninos sau nu se știe dacă este veninos, ceea ce trebuie făcut în siguranță este să îl lăsați în pace. Nu uitați că majoritatea victimelor mușcate sunt mușcate pentru că încearcă să manipuleze sau să ucidă șarpele.
Șerpii prestează servicii valoroase, cum ar fi controlul rozătoarelor și al altor dăunători. Un studiu recent a arătat că șerpii cu clopoței din lemn pot reduce incidența bolii Lyme în nord-estul SUA prin prădarea gazdei (rozătoare) care poartă căpușa care răspândește boala. Se estimează că între 2.500 și 4.500 de căpușe au fost eliminate în fiecare an din zonele de studiu din nord-estul SUA de către șerpii cu clopoței din lemn care își consumă gazdele mamifere.
Cercetarea recentă sugerează că șerpii cu clopoței pot ajuta la dispersarea semințelor de ierburi și alte plante. Rozătoarele mănâncă semințele de iarbă și pe cele ale altor plante, dar semințele nu supraviețuiesc în mod normal prin procesul digestiv al rozătoarelor. Cu toate acestea, rozătoarele poartă adesea semințele în pungile din obraji, iar dacă rozătorul este apoi ucis și mâncat de un șarpe cu clopoței, aceste semințe sunt capabile să treacă prin tractul digestiv al șarpelui și să rămână viabile. S-a constatat că trei specii de șerpi cu clopoței care trăiesc în deșert au consumat rozătoare cu semințe în pungile din obraji și că semințele sunt capabile să germineze în colonul șarpelui și pot fi eliminate odată cu materiile fecale ale șarpelui, permițând dispersarea propagulelor de plante.
Șerpii cu clopoței și multe alte specii de șerpi se confruntă cu un declin al populațiilor din Statele Unite din cauza pierderii habitatului, a persecuției continue și a bolilor emergente, cum ar fi ciuperca șarpelui Ophidiomyces ophiodiicola. Șarpele cu clopoței cu spatele de diamant din est (Crotalus adamanteus) (Figura 2) a înregistrat un declin până la punctul în care specia a făcut obiectul unei petiții de protecție ca specie amenințată în temeiul Legii privind speciile pe cale de dispariție.
Figura 2. Șarpele cu clopoței cu spatele de diamant din est (Crotalus adamanteus) este una dintre cele mai cunoscute (și adesea persecutate) specii de șerpi cu clopoței.
Fotografiat și protejat de autor, Jason Seitz
Un mod amuzant de a raporta observațiile de amfibieni și reptile folosind știința cetățeanului
Utilizați aplicația de telefon mobil HerpMapper pentru a înregistra și trimite observațiile de amfibieni și reptile! Este distractiv, simplu și ușor de făcut. Consultați site-ul https://www.herpmapper.org/ pentru mai multe informații și pentru a descărca aplicația.
Surse
Adkins, C.L., D.N. Greenwald, D.B. Means, B. Matturro, și J. Ries. 2011. Petition to List the Eastern Diamondback Rattlesnake (Crotalus adamanteus) as Threatened under the Endangered Species Act. Petiție înaintată la 08/11/11/11 către U.S. Fish and Wildlife Service (USFWS), Washington, D.C., și USFWS Regiunea 4, Atlanta, GA.
Brown, W.S. 1993. Biology, Status, and Management of the Timber Rattlesnake (Crotalus horridus): A guide for Conservation (Ghid pentru conservare). 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. Accesat online 02/05/18 la 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, 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, și D.S. Blehert. 2016. Boala fungică a șerpilor: o amenințare emergentă pentru șerpii sălbatici. Philosophical Transactions of the Royal Society B 371: 20150457. Accesat online 02/13/18/02/18 la http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/royptb/371/1709/20150457.full.pdf.
Reiserer, R.S., G.W. Schuett și 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. com. pers. cu privire la diferențele regionale în ceea ce privește neurotoxinele în șarpele cu clopoței de lemn.
Wilcox, C. 2016. Venomous, How Earth’s Deadliest Creatures Mastered Biochemistry (Veninos, Cum au stăpânit biochimia cele mai mortale creaturi de pe Pământ). Scientific American / Farrar, Straus, and Giroux, New York, NY.
.