1

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که سموم تنها مختص موجوداتی مانند مارها، عنکبوت‌ها یا عقرب‌ها نیستند که به طور سنتی آن‌ها را زهرآگین می‌دانستیم. طیف شگفت‌انگیزی از موجودات دیگر نیز از تاکتیک‌های مشابهی استفاده می‌کنند.

گسترش مفهوم زهر در میان جانداران

شواهد فزاینده‌ای وجود دارد که نشان می‌دهد بسیاری از گیاهان، قارچ‌ها و میکروارگانیسم‌ها برای دفاع از خود در برابر تهدیدات یا پیشی گرفتن از سایر موجودات، به روش‌هایی مشابه زهر متوسل می‌شوند.
این پژوهش، باورهای دیرینه درباره اینکه کدام موجودات می‌توانند آسیب‌رسان باشند را به چالش می‌کشد و درهای تازه‌ای را برای پژوهش‌های علمی می‌گشاید.

ویلیام کی. هِیز، استاد زیست‌شناسی در دانشکده پزشکی دانشگاه لوما لیندا، می‌گوید:
«جانوران زهردار همواره برای زیست‌شناسان جذاب بوده‌اند، چرا که می‌خواستند راز ترشحات مرگبار آن‌ها و ویژگی‌های وابسته به آن را درک کنند. اما این تحقیقات همچنین منجر به کشف درمان‌های نجات‌بخش بسیاری شده‌اند.»

این دیدگاه گسترده‌تر از پیش، موجوداتی را در بر می‌گیرد که ترشحات سمی تولید می‌کنند و امیدها را نسبت به کشف گنجینه‌های شیمیایی جدید برای پزشکی و تحقیقات افزایش می‌دهد.

زهر تنها محدود به حیوانات نیست

محققان تعریف سنتی زهر را که آن را مختص مارها یا عنکبوت‌ها می‌دانست، گسترش داده‌اند. دیدگاه صرفاً حیوان‌محور باعث نادیده گرفتن نمونه‌های مهمی در سایر شاخه‌های حیات می‌شد.

تزریق یک ماده سمی به بافت داخلی هدف از طریق ساختاری ویژه، می‌تواند توصیف‌کننده ساختارهای خاردار برخی گیاهان، مکانیسم‌های نفوذ قارچ‌ها یا حتی سیستم‌های تزریقی برخی باکتری‌ها باشد.

به عنوان مثال، برخی گونه‌های گزنه می‌توانند در تماس با پوست آن را سوراخ کرده و مواد سمی وارد کنند. برخی گیاهان نیز با مورچه‌های مهاجم همکاری می‌کنند تا از سم مورچه به عنوان یک ابزار دفاعی مشترک استفاده کنند.

دانشمندان در حال بررسی درختان گزنده استرالیایی هستند و پپتیدهایی را شناسایی کرده‌اند که باعث درد شدید و طولانی‌مدت می‌شوند؛ رفتاری مشابه آنچه در هنگام تزریق زهر توسط حیوانات رخ می‌دهد.

استفاده قارچ‌ها و ویروس‌ها از تاکتیک‌های زهری

قارچ‌ها نیز تاکتیک‌هایی برای انتقال سم دارند که هنگام نفوذ به میزبان فعال می‌شوند. این تاکتیک‌ها اغلب شامل فعالیت‌های آنزیمی پیچیده‌ای هستند که موانع دفاعی را از میان برمی‌دارند.

برخی قارچ‌های حشره‌کش مانند کوردیسپس از ساختارهای خاصی برای نفوذ به اسکلت بیرونی حشرات استفاده می‌کنند، سپس ترکیبات شیمیایی تزریق می‌کنند که سیستم ایمنی حشره را تضعیف کرده و شرایط را برای تغذیه قارچ فراهم می‌کنند.

اگرچه ویروس‌ها ساده به نظر می‌رسند، برخی از آن‌ها می‌توانند ماده ژنتیکی خود را مستقیماً با استفاده از ساختاری سوزن‌مانند به درون سلول تزریق کرده و عملکرد طبیعی آن را مختل کنند.

این روش حتی مبنای ایده‌های نوین در زمینه درمان با فاژها برای مقابله با عفونت‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک شده است، چرا که فاژها می‌توانند باکتری‌های مضر را به‌طور انتخابی آلوده کرده و از درون نابود کنند.

استراتژی‌های پنهان در میکروب‌ها

جنگ‌های باکتریایی معمولاً حول محور سیستم‌های ترشحی خاصی می‌چرخند که سموم را مستقیماً به درون سلول‌های رقیب شلیک می‌کنند؛ روشی که به آن‌ها امکان می‌دهد تهدیدها را خنثی کرده یا کنترل اوضاع را به دست گیرند.

این سامانه‌های پیچیده مانند سیستم‌های ترشحی نوع سوم و نوع ششم، عملکردی مشابه یک سرنگ درون‌ساز دارند و به باکتری‌ها امکان می‌دهند تا بافت‌های گیاهی یا جانوری را هدف بگیرند.

رقابت میان میکروب‌ها شدید است و هر گونه‌ای برای دسترسی به منابع در محیط‌های مشترک مبارزه می‌کند. این نبردهای پنهان اغلب به تزریق سم وابسته است که به یک گونه اجازه می‌دهد در یک زیستگاه خاص غالب شود.

برخی سویه‌ها حتی سازوکارهایی منقبض‌شونده مشابه دم فاژها ایجاد می‌کنند که پروتئین‌های کشنده را از غشاهای سلولی عبور می‌دهند و در مسیر خود رقبای میکروبی را متوقف می‌سازند. این باکتری‌ها همچنین مکانیزم‌هایی برای محافظت از خود در برابر صدمات جانبی توسعه داده‌اند.

زهر در گیاهان، قارچ‌ها و میکروارگانیسم‌ها

پژوهشگران علوم پزشکی از دیرباز به دنبال بهره‌گیری از زهر حیوانات برای درمان‌هایی مانند کاهش فشار خون یا تسکین درد بوده‌اند؛ زیرا مولکول‌های این زهرها در طول زمان برای دفاع یا شکار بهینه شده‌اند.

اما اگر گیاهان، قارچ‌ها و میکروارگانیسم‌ها نیز مواد مؤثره‌ای با چنین ویژگی‌هایی داشته باشند، منبع بسیار گسترده‌تری از ترکیبات شیمیایی برای درمان بیماری‌ها، دردهای مزمن یا حتی سرطان در دسترس خواهد بود.

پذیرفتن تعریفی فراگیرتر از زهر می‌تواند نحوه همکاری دانشمندان را تغییر دهد و منجر به شکل‌گیری همکاری‌های نوین میان گیاه‌شناسان، میکروبیولوژیست‌ها و داروسازان شود که فراتر از مرزهای سنتی علمی گام برمی‌دارند.

این رویکرد می‌تواند ایده‌های جدیدی درباره نقش‌های بوم‌شناختی سموم در طبیعت ایجاد کند، مسیر توسعه داروهای نوین را هموار کند و روش‌های تازه‌ای برای کنترل آفات و عوامل بیماری‌زا ارائه دهد.

این مطالعه به ما یادآوری می‌کند که مرز میان خطر و فایده، بسته به دیدگاه ما، می‌تواند بسیار باریک باشد.

این پژوهش در نشریه Toxins منتشر شده است.