Consuming viscous prey: a novel protein-secreting delivery system in neotropical snail-eating snakes

Antecedentes: Sabe-se que sistemas eficientes de entrega de venenos ocorrem apenas em lagartos varanoides e cobras colubróides entre répteis escamados. Embora os componentes desses sistemas venenosos possam estiveram presentes em um ancestral comum, as duas linhagens desenvolveram, de forma independ...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores: Zaher, Hussam, Oliveira, Leonardo de, Grazziotin, Felipe G, Campagner, Michelle, Jared, Carlos, Antoniazzi, Marta M, Prudente, Ana L
Tipo de recurso: artículo
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2014
País:Brasil
Institución:Museu Paraense Emílio Goeldi (MPEG)
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Idioma:inglés
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description Antecedentes: Sabe-se que sistemas eficientes de entrega de venenos ocorrem apenas em lagartos varanoides e cobras colubróides entre répteis escamados. Embora os componentes desses sistemas venenosos possam estiveram presentes em um ancestral comum, as duas linhagens desenvolveram, de forma independente, sistemas de glândulas de veneno notavelmente diferentes. Em cobras, o veneno é produzido exclusivamente por glândulas serosas na mandíbula superior. Dentro da radiação colubróide, as glândulas infralabiais seromucosas da mandíbula inferior são conhecidas apenas em duas linhagens distintas - as pareatidas basais e as dipsadines neotropicais mais avançadas, conhecidas como “cobras comedoras de goma”. Goo-comedores são um clado altamente diversificado, ecologicamente especializado que se alimenta exclusivamente de invertebrados (por exemplo, moluscos gastrópodes e anelídeos). Seu sucesso evolutivo tem sido atribuído a suas estratégias peculiares de alimentação, que permanecem surpreendentemente mal compreendidas. Mais especificamente, tem Há muito se pensava que os gêneros de Dipsadini Dipsas e Sibynomorphus, mais derivados, usavam toxinas glandulares secretadas por suas glândulas infralabiais para extrair caracóis de suas conchas. Resultados: Aqui, relatamos a presença na tribo Dipsadini de um novo sistema de entrega secretor de proteína da mandíbula inferior, exercido por uma glândula que não é funcionalmente relacionada aos dentes adjacentes, mas que se abre vagamente no epitélio oral próximo à extremidade da mandíbula. sugerindo que sua secreção não é injetada na presa como uma forma de envenenamento, mas ajuda a controlar o muco e auxilia na ingestão de suas presas altamente viscosas. Um sistema similar de secreção de proteínas também está presente no goo-eating genus Geophis e pode compartilhar o mesmo propósito adaptativo que a hipótese para Dipsadini. Nossa hipótese filogenética sugere que a aquisição de uma glândula infralabial seromucosa representa um traço exclusivamente derivado do clado comedor de gosma que evoluiu independentemente duas vezes dentro do grupo como um sistema de entrega secretor de proteína funcionalmente complexo. Conclusões: A aquisição por serpentes comedores de caracol de um sistema secretor de proteínas tão complexo sugere que a secreção das glândulas infralabiais hipertrofiadas de cobras que se alimentam pode ter um papel fundamental no controle do muco e transporte de presas, em vez de envenenamento de presas. A evolução de um sistema secretor funcional que combina uma solução para o controle do muco e o transporte de presas viscosas é aqui considerada a base da radiação bem-sucedida de cobras que se alimentam de goma.
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Goo-comedores são um clado altamente diversificado, ecologicamente especializado que se alimenta exclusivamente de invertebrados (por exemplo, moluscos gastrópodes e anelídeos). Seu sucesso evolutivo tem sido atribuído a suas estratégias peculiares de alimentação, que permanecem surpreendentemente mal compreendidas. Mais especificamente, tem Há muito se pensava que os gêneros de Dipsadini Dipsas e Sibynomorphus, mais derivados, usavam toxinas glandulares secretadas por suas glândulas infralabiais para extrair caracóis de suas conchas. Resultados: Aqui, relatamos a presença na tribo Dipsadini de um novo sistema de entrega secretor de proteína da mandíbula inferior, exercido por uma glândula que não é funcionalmente relacionada aos dentes adjacentes, mas que se abre vagamente no epitélio oral próximo à extremidade da mandíbula. sugerindo que sua secreção não é injetada na presa como uma forma de envenenamento, mas ajuda a controlar o muco e auxilia na ingestão de suas presas altamente viscosas. Um sistema similar de secreção de proteínas também está presente no goo-eating genus Geophis e pode compartilhar o mesmo propósito adaptativo que a hipótese para Dipsadini. Nossa hipótese filogenética sugere que a aquisição de uma glândula infralabial seromucosa representa um traço exclusivamente derivado do clado comedor de gosma que evoluiu independentemente duas vezes dentro do grupo como um sistema de entrega secretor de proteína funcionalmente complexo. Conclusões: A aquisição por serpentes comedores de caracol de um sistema secretor de proteínas tão complexo sugere que a secreção das glândulas infralabiais hipertrofiadas de cobras que se alimentam pode ter um papel fundamental no controle do muco e transporte de presas, em vez de envenenamento de presas. A evolução de um sistema secretor funcional que combina uma solução para o controle do muco e o transporte de presas viscosas é aqui considerada a base da radiação bem-sucedida de cobras que se alimentam de goma.Background: Efficient venom delivery systems are known to occur only in varanoid lizards and advanced colubroidean snakes among squamate reptiles. Although components of these venomous systems might have been present in a common ancestor, the two lineages independently evolved strikingly different venom gland systems. In snakes, venom is produced exclusively by serous glands in the upper jaw. Within the colubroidean radiation, lower jaw seromucous infralabial glands are known only in two distinct lineages–the basal pareatids and the more advanced Neotropical dipsadines known as “goo-eating snakes”. Goo-eaters are a highly diversified, ecologically specialized clade that feeds exclusively on invertebrates (e.g., gastropod molluscs and annelids). Their evolutionary success has been attributed to their peculiar feeding strategies, which remain surprisingly poorly understood. More specifically, it has long been thought that the more derived Dipsadini genera Dipsas and Sibynomorphus use glandular toxins secreted by their infralabial glands to extract snails from their shells. Results: Here, we report the presence in the tribe Dipsadini of a novel lower jaw protein-secreting delivery system effected by a gland that is not functionally related to adjacent teeth, but rather opens loosely on the oral epithelium near the tip of the mandible, suggesting that its secretion is not injected into the prey as a form of envenomation but rather helps control the mucus and assists in the ingestion of their highly viscous preys. A similar protein-secreting system is also present in the goo-eating genus Geophis and may share the same adaptive purpose as that hypothesized for Dipsadini. Our phylogenetic hypothesis suggests that the acquisition of a seromucous infralabial gland represents a uniquely derived trait of the goo-eating clade that evolved independently twice within the group as a functionally complex protein-secreting delivery system. Conclusions: The acquisition by snail-eating snakes of such a complex protein-secreting system suggests that the secretion from the hypertrophied infralabial glands of goo-eating snakes may have a fundamental role in mucus control and prey transport rather than envenomation of prey. Evolution of a functional secretory system that combines a solution for mucus control and transport of viscous preys is here thought to underlie the successful radiation of goo-eating snakes.engMuseu Paraense Emilio GoeldiMPEGBrasilBMC Evolutionary BiologyCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ZOOLOGIAPhylogenyEvolutionDipsadinaeGlandsSecretionMusclesGoo-eatersConsuming viscous prey: a novel protein-secreting delivery system in neotropical snail-eating snakesConsumindo presas viscosas: um novo sistema de entrega secretoras de proteínas em serpentes neotropicais que comem caracóisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/article1458info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional do MPEGinstname:Museu Paraense Emílio Goeldi (MPEG)instacron:MPEGZaher, HussamOliveira, Leonardo deGrazziotin, Felipe GCampagner, MichelleJared, CarlosAntoniazzi, Marta MPrudente, Ana LTEXTConsuming viscous prey a novel protein-secreting delivery system in neotropical snail-eating snakes - 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