Ett bett från en huggorm, lokalt känd som habu, kan orsaka bestående invaliditet och till och med dödsfall. Än, mycket om dess gift förblir en gåta. Mycket varierande i sammansättning, även mellan kullkamrater, denna giftiga cocktail håller på att förändras över generationer.

En färsk studie i Genombiologi och evolution belyser utvecklingen av ormgift. För första gången, forskare har sekvenserat ett habu-genom, den från Taiwans habu (Protobothrops mucrosquamatus), och jämförde den med sin systerart, Sakishima habu (Protobothrops elegans).

Mer än 50 fall av ormbett registrerades under det senaste året bara på Okinawa, siffror från prefektursregeringen visar. Globalt, ormbett orsakar mellan 81, 000 och 138, 000 dödsfall per år, enligt Världshälsoorganisationen. I utvecklingsländer och landsbygdsområden med hög exponering för giftiga arter och få medicinska resurser, ormbett kan vara särskilt förödande. För sådana platser, att skapa ett effektivt antigift kan vara en fråga om liv eller död.

"I många år var det känt att ormgifter utvecklas mycket snabbt, och den vanligaste förklaringen till detta har varit naturligt urval, sa Alexander Mikheyev, senior författare på tidningen och chef för enheten för ekologi och evolution vid Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), "men det finns skäl att misstänka att detta kanske inte är den enda evolutionära kraften som verkar."

Genom att ta prover av gift och mjukvävnad från mer än 30 exemplar av Taiwan och Sakishima habus, invasiva men väletablerade arter på Okinawa, forskare från OIST och Okinawa Prefectural Institute of Health and Environment kunde kartlägga hela sekvenser av giftgener. Deras studie visar mer än en faktor som spelar in i utvecklingen av detta gift.

För att förstå hur den kemiska sammansättningen av ett ormbett utvecklas, det är avgörande att förstå dess redundans. Som flera motorer som gör att ett plan kan flyga om en av dem skulle misslyckas, gift riktar sig mot flera system, försäkrar ormens framgång. Denna komplexa blandning av proteiner och små organiska molekyler angriper viktiga bytesfysiologiska system, såsom blodtryck eller blodkoagulering, på flera punkter. Även om en giftkomponent inte visar sig vara optimalt effektiv, flera andra gör.

Vanligtvis, en habu injicerar en liten mängd gift, en droppe stor som ett knappnålshuvud. Än, den är mer än stark nog att paralysera en gnagare. Evolutionsbiologer kallar denna överskottskraft, som hindrar byten från att skada eller döda en orm, "overkill."

Över tid, när ormar fortplantar sig, fördelaktiga egenskaper hos gift överförs till avkomman i processen för naturligt urval. Dock, avkomman kan också ärva andra egenskaper – inte nödvändigtvis fördelaktiga. Eftersom den genomsnittliga dosen av gift är så hög - i vissa fall dödar byten nästan omedelbart - kan det maskera ineffektivitet i giftets kemiska sammansättning. Dessa ineffektiviteter kan överföras från generation till generation med relativt liten effekt på giftets funktion.

"Du kan tänka på gift som utvecklas över två axlar, " sa Mikheyev. "En av dem driver dem att bli mer effektiva, men en annan axel driver dem faktiskt att bli mindre effektiva."

"Vi kommer först nu med analytiska metoder för att titta på gifter heltäckande, sa Steven Aird, första författare på tidningen. "Det finns oerhört mycket vi kan lära oss."

Forskarnas arbete öppnar dörren till nya studievägar såväl som medicinska tillämpningar.