Temidden van een dor bos van cactussen zien de Corythomantis greeningi- kikkers er redelijk onschadelijk uit. In tegenstelling tot de heldere waarschuwende kleuren van pijlgifkikkers, hebben deze boomkikkers saaie bruine en groene tinten. Dus toen Carlos Jared van het Braziliaanse Butantan Institute zich waagde om ze te verzamelen en te bestuderen, dacht hij niet dat ze een grote bedreiging vormden - totdat hij pijn in zijn hand voelde.
gerelateerde inhoud
- Tot verrassing van wetenschappers kunnen zelfs niet-giftige slangen belachelijke snelheden treffen
- Decodering van het dodelijke geheim van Snake Venom
- Dit angstaanjagende Braziliaanse eiland heeft de hoogste concentratie van giftige slangen overal ter wereld
"Het duurde lang voordat ik besefte dat de pijn verband hield met de intense en onzorgvuldige verzameling van deze dieren die mijn handpalm raakten", herinnert Jared zich. De bioloog viel ten prooi aan een totaal uniek afweermechanisme: de kogelkoppen met de helm gebruiken spikes langs hun lippen om krachtige chemicaliën te injecteren, waardoor agressors een mix krijgen tussen een kopstoot en een giftige knuffel. Na zorgvuldig onderzoek ontdekten Jared en zijn team dat C. greeningi en een verwante soort hylidkikker, Aparasphenodon brunoi , de enige giftige kikkers zijn die in de wetenschap bekend zijn.
“Dit is heel, heel cool. Ongekend zou eigenlijk een understatement zijn, ”zegt Bryan Fry, een moleculair bioloog aan de Universiteit van Queensland die niet verbonden was aan de studie. Maar als we al wisten dat kikkers giftig konden zijn, waarom is deze ontdekking dan zo belangrijk? Het antwoord ligt in het vaak verkeerd begrepen verschil tussen gif en vergif.
Sommige mensen gebruiken de woorden door elkaar, omdat de chemicaliën eenmaal in het lichaam vergelijkbare schade aanrichten, waarbij ze het hart, de hersenen of andere vitale doelen aanvallen. Maar de termen betekenen heel verschillende dingen. Traditioneel bijten, steken of steken je giftige wezens om hun schade aan te richten, terwijl je bijt of giftige beestjes aanraakt om hun effecten te voelen. Dat betekent dat giftige organismen een weg naar binnen nodig hebben, zoals tanden of tanden. Alle octopussen zijn giftig, samen met wat inktvis, veel slangen, spinnen en schorpioenen, een paar hagedissen, vampiervleermuizen en zelfs de langzame loris Nycticebus kayan . Sommige vissen, waaronder lionfish, gebruiken stekels om aanvallers met gif te steken. De Braziliaanse kikkers zijn niet eens de enige giftige amfibieën. Wanneer ze worden aangevallen, duwen Iberische geribde salamanders hun eigen ribben uit, zodat spikes aan de uiteinden een roofdier met toxine uitstoten.
De Iberische geribde newt verbreedt zijn ribben om spijkers Wolverine-stijl en nick roofdieren met de giftige uiteinden eruit te duwen. Hoewel de toxines van de salamanders minder goed worden bestudeerd, denken onderzoekers dat de dieren een vergelijkbare giftige strategie kunnen gebruiken als die van de hylidkikkers. (Javier Ábalos Alvarez / Flickr CC BY-SA 2.0) Giftige organismen hebben een meer passieve benadering en bekleden vaak de huid of andere oppervlakken met giftige chemicaliën. Gifstoffen kunnen vanuit het niets in het dier worden gebrouwen of via een dieet worden verkregen. Rietpadden scheiden van nature gif uit dat ze in klieren achter hun oren maken. Ondertussen genereren pijlgifkikkers een zeer giftige alkaloïde huidcoating die ze ontlenen aan het kauwen op mieren. Mama-kikkers geven de chemische stof door aan kikkervisjes via eierzakken, dus als je een jonge pijlgifkikker uit zijn natuurlijke habitat haalt, verliest het eigenlijk toxiciteit.
Het moeten verteren van onverdraagzaam voedsel om te overleven, kan sommige organismen ertoe hebben aangezet gif te ontwikkelen, die voornamelijk worden gebruikt om zich te verdedigen tegen roofdieren. "Als dit enige bescherming bood tegen predatie, kun je zien hoe dit de evolutie van systemen zou kunnen bevorderen om de toxines in de huid daadwerkelijk te concentreren in plaats van ze weg te gooien", legt Kyle Summers uit, een evolutionair bioloog aan de Universiteit van East Carolina.
Giften daarentegen zijn geëvolueerd voor verdediging, belediging - of beide. Sommige organismen gebruiken zelfs vergif bij het paren. Het mannelijke vogelbekdier schiet zijn gif uit kleine, stekelige voetweerhaken om rivaliserende vrijers te verlammen.
Laat je niet misleiden door de schattige eendenrekening. Vogelbekdiervergif, vervaardigd in de klierklieren van de eierleggende zoogdier, verlamt kortstondige rivalen, waardoor de overwinnaar op een vrouw kan duiken. (Trevira1Flickr CC BY-NC 2.0) 
Of de binnenlandse taipan nu wel of niet de meest giftige slang ter wereld is, het is zeker een van de gevaarlijkste. De slang leeft in de droge omgeving van Noordoost-Australië. (: Matthew Klein / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
Jarenlang hebben wetenschappers echter gezegd dat de Komodovaraan gedood heeft met bacteriën die in zijn mond groeien. In werkelijkheid maken de hagedissen hun eigen gif in kleine klieren die niemand eerder had opgemerkt. (Tony Cyphert / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
Giftige stekelvissen dienen om roofdieren af te schrikken in plaats van op prooien te jagen. (: Peter Liu Photography / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
De gouden pijlgifkikker wordt beschouwd als een van de meest giftige leden van de dartkikkerfamilie. Hun heldere kleur dient als een waarschuwing voor roofdieren. (: Silvain de Munck / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
Antarctische octopussen, zoals Pareledone charcoti hierboven, hebben het enige gif dat lijkt te werken bij temperaturen onder nul. (Armin Rose) Vergif is ongeveer 30 verschillende keren in de levensboom opgedoken, schat Fry. De meeste komen voort uit volkomen normale enzymen. Spider-gif is bijvoorbeeld ontstaan uit een onschadelijk hormoon - de spider-versie van insuline. Een manier die kan gebeuren is wanneer het gen voor een gemeenschappelijk eiwit in één orgaan wordt gedupliceerd. Het exemplaar muteert en verschijnt uiteindelijk ergens waar het niet hoort te zijn - zoals de speekselklieren in slangen. Wanneer het wezen vervolgens prooi bijt of zich verdedigt tegen een roofdier, kan het getweakte eiwit enigszins giftig zijn voor zijn tegenstander. Na verloop van tijd begunstigt de evolutie de giftige leden van de soort en ontwikkelt het enzym zich in potentie.
In het geval van de giftige kikkers werden beide soorten ontdekt in de 19e eeuw, maar ze hadden tot nu toe onder de radar gesprongen omdat niemand eerder diepgaand naar hun biologie had gekeken.
"Zelfs het meest recente boek over Braziliaanse kikkers noemt ze als niet-toxisch", zegt co-auteur Edmund Brodie, bioloog aan de Utah State University. Dus na het incident van Jared in het veld, wilde hij erachter komen wat voor giftige tovenarij mogelijk in het spel was. De onderzoekers verzamelden zorgvuldig C. greeningi en A. brunoi voor laboratoriumtests. Ze ontdekten dat beide kikkers een kleverig wit mengsel van verbindingen afscheiden dat enkele van dezelfde kenmerken als gif bevat.
Het team zag toen dat klieren het toxine leveren aan spikes in de huid van de kikker. Wanneer de kikkers hun helmkoppen op en neer of zij aan zij buigen, prikken de spijkers de huid van nietsvermoedende roofdieren (of wetenschappers) zoals biologische spuiten, die kleine doses van het toxine in de bloedbaan injecteren, melden Jared en zijn collega's vandaag in Huidige biologie . Moderne hylidkikkers hebben geen bekende roofdieren. Maar ergens langs de lijn moet het hen een voordeel hebben gegeven boven iets dat hen probeert op te eten. Als alternatief, net als het mannelijke vogelbekdier, zouden de kikkers hun gif kunnen gebruiken om paringswedstrijden uit te schakelen.
Een close-up van de huid van een C. greeningi- kikker onthult de spijkers die langs zijn lippen en de voorkant van zijn hoofd liggen. (Carlos Jared) 
De twee hylid kikkersoorten maken hun huizen in woestijnbossen genaamd Caatingi in Brazilië. (Carlos Jared) 
Hylid-kikkers verstoppen zich vaak in cactussen in de droge bossen waar ze in Brazilië wonen. (Carlos Jared) 
A. brunoi- kikkers hebben vergelijkbare kopstructuren als die van C. greeningi, dus onderzoekers denken dat ze vergelijkbare doelen kunnen dienen. (Carlos Jared) Omdat de gifstoffen op verschillende manieren worden afgegeven, zijn vergif meestal grotere verbindingen die moeten worden geïnjecteerd om door de huid te breken, terwijl vergif meestal kleinere chemicaliën zijn die kunnen worden opgenomen. Dus is het ene type toxine fundamenteel krachtiger dan het andere?
Gouden pijlgifkikkers kunnen een mens doden met slechts twee microgram van hun alkaloïde huid. Ondertussen kan een enkele druppel slangengif uit het binnenland 100 mensen doden. In vergelijking met de Braziliaanse pitviper is C. greeningi twee keer zo dodelijk en is A. brunoi 25 keer zo dodelijk. Ongeveer een gram van het gif van A. brunoi kan 300.000 muizen of 80 mensen doden. Dat gezegd hebbende, produceren de hylidkikkers waarschijnlijk hun gif in veel kleinere doses.
"De toxiciteit van zowel vergif als gif varieert enorm tussen de soorten in de natuur, " zegt Summers, dus het is onmogelijk om te zeggen dat één type chemisch wapen fundamenteel gevaarlijker is. Het belangrijkste is dat zowel gif als gif je op echt gruwelijke en pijnlijke manieren kunnen doden. Veldbiologen, pas op.
