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剧毒动物会不会被自己毒死

时间:2023/11/9 作者: 读者·校园版 热度: 21169
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  要说自然界最尴尬的一幕,莫过于毒物被自己毒死了。

  比如,当粒突箱鲀受到惊吓时,会立即分泌出致命的河豚毒素。结果不小心分泌过多,反倒把自己给毒死了。

  又比如有實验室记录案例,一条埃及喙眼镜蛇不小心咬到自己,结果伤口严重肿胀,出现了感染毒液中毒的症状。

  看到这里,我们心里不免会有点幸灾乐祸:没想到剧毒生物也会落得这般下场。

  但请不要高兴得太早,这些只是剧毒动物里学艺不精的“愣头青”,绝大多数的剧毒生物并不会出现这样的失误。

  那么,这些剧毒生物究竟付出了哪些努力,才不至于被自己毒死呢?对大部分毒液毫无抵抗力的人类而言,这些策略又能启发我们什么呢?为什么哺乳动物却很少有毒呢?

  相信大家都去水族馆看过美丽的水母。别看它们外表迷人,但自然界中绝大多数水母都带有剧毒。其中毒性较为剧烈的有箱型水母、帆水母、僧帽水母等。就算你无意间碰到这些水母的身体碎片,它照样能让你痛哭流涕。

  虽说形态各异,但这些水母都对一种“自我抗毒”的策略谙熟于心。这一策略的本质也很简单,就是设法将毒液存放在安全的地方。

  就拿水母来说,它有一种类似鱼叉的结构,叫作刺丝胞。

  刺丝胞内有刺丝囊,刺丝囊会吐刺丝,刺丝会将毒液安全地包裹起来。当受到外界的刺激时,刺丝胞内部的刺丝囊就会从周围的细胞质中吸收水分。

  这会改变囊壁的渗透压,从而增加刺丝囊内的压力,刺丝也就能冲破盖板向外翻出来,并直接吐出毒液。

  由于这是刺丝囊自发的反应,所以就算水母被扯成碎片,它也能将毒液发射到敌人身上。

  可见,水母的这一策略既能攻击敌人,又不会让自己中毒。虽说这种策略是管用的,但看上去似乎并不是很高明。

  不过先别急,大自然的鬼斧神工本就是我们人类的想象力难以企及的。剧毒动物的构造当然也不例外。

  想必很多人从小就听过箭毒蛙这种生物吧。作为毒性最强的物种之一,目前已知的种类有200多种。

  这种蛙看起来很可爱,但它们的皮肤腺体中存在一种生物碱毒素。

  这种毒素能永久性地阻断神经信号向肌肉细胞的传递,从而导致肌肉持续紧张不能放松。一只金黄色箭毒蛙体内的毒素,能够在3分钟内毒死10个成年人。

  然而,令人意想不到的是,当对这些箭毒蛙进行人工圈养时,它们是完全无害的。

  也就是说,箭毒蛙自身是不会产生这些毒素的。研究发现,箭毒蛙体内的毒素来自它们吃下去的食物,比如毒蜘蛛等。那么,为什么这些外来的毒素不会将箭毒蛙毒死呢?

  在宣布答案之前,我们先要大致了解一下这些毒素是如何发挥作用的。

  事实上,一些箭毒蛙的神经毒素称作地棘蛙素——一种类似吗啡的化合物。一旦其他动物捕食了毒蛙,这类毒素就会进入捕食者的神经系统。它们与神经细胞的表面受体相结合,能干扰乙酰胆碱传递神经讯号的工作。细胞膜上存在在一种蛋白质,叫作受体。它负责在细胞内外传递信息。类似于生活中的锁,每个受体都必须有特定的钥匙才能开启。通常受体只有与完全匹配的“钥匙”接触时,才会发出信号。

  然而科学家发现,地棘蛙素就像一把“万能钥匙”,能够开启捕食者神经细胞上的受体,从而破坏神经系统的功能。这样一来,就会诱发高血压、眩晕、癫痫,甚至死亡。

  那么,为什么这些毒素不会与箭毒蛙神经细胞表面的受体相结合呢?

  研究发现,这些毒蛙之所以不会中毒是因为它们发生了微小的基因突变。原来在组成箭毒蛙受体的2500个氨基酸中,有3个氨基酸发生了细小的变化。这就巧妙地阻止了毒素与它们自己的受体结合,所以它们不会把自己毒死。

  换句话说,为了容纳这种毒素,它们细微地改变了自己的受体的形状,因此不会被这种毒素所干扰。

  你可别小瞧了这3个氨基酸的突变,如果突变得太多的话,不光是毒素这把“万能钥匙”开不了,就连正常的受体都可能无法打开了。

  这样的话,生物体神经系统的正常功能同样会受到重大影响。可想而知,这3个氨基酸要突变得多巧妙,才不至于影响正常受体与其结合。

  当然,通过改变神经系统中的基因的剧毒生物并不罕见。比如海蛞蝓,它在基因突变后会吞下水母刺丝胞,并将里面的毒素转换为它自我防卫的工具。

  该项研究成果也给人类的药物开发带来了宝贵的启示。众所周知,目前几乎所有的止痛药都是通过结合相应的神经受体发挥作用的。然而,绝大部分药物都或多或少会有成瘾性等副作用。原因很简单,因为它们不仅作用于痛觉受体,还会作用于其他的神经受体。那么,我们能否根据箭毒蛙的策略,通过改造神经系统的表面受体来减少副作用呢?

  也许在不远的将来,科学家还能开发出既能止痛又不会导致成瘾的药物。

  看到这里,你就会发现无论是拥有暗器的水母,还是基因突变的箭毒蛙,都只采用了单一的策略。

  然而,还有一些剧毒生物,会采用多元化的策略来帮助自己抵抗毒素,以保证万无一失。比如比较常见的毒蛇便是如此。

  类似于水母,毒蛇也会将自己的毒液储存在一个特别的隔间中。不同的是,这个隔间唯一的出口就是牙齿。

  当毒蛇咬住敌人时,毒液就会通过牙齿进入对方的身体。我们知道毒蛇的种类有很多,它们所带来的损伤也五花八门。

  总的来说,毒蛇的毒液一般分为血循毒素、神经毒素和混合性毒液。

  所谓的血循毒素就是进入血循环系统的毒素,能破坏器官乃至细胞,使猎物死于心肌梗死等症状。

  神经毒素则是能阻断神经之间的信号,使其功能丧失。轻则使肌肉麻痹或行动受阻,严重的会导致呼吸肌麻痹,可能引发窒息等。混合毒素则兼具了血循毒素和神经毒素所具有的特点,拥有更加威猛的毒性。

  既然毒液的威力如此巨大,难道毒蛇就真的不会毒死自己吗?换个问法,通过牙齿来释放毒液的它们,难道就不会不小心吞下毒液吗?

  答案是肯定的。不过吞归吞,这些毒液也是伤不到它们自己的。

  这得归功于毒蛇采用的第二大防反噬策略:产生抵抗毒性的物质。在蛇的血液中,就有抵抗自己毒液的免疫物质。有了这些物质后,毒蛇吞自己的毒液,就好像我们吞自己的口水一样,并不会对自己的机体组织造成伤害。

  受此启发,如今在医学上治疗蛇咬伤的抗蛇毒血清就是类似物质。

  看到这里,你会发现剧毒动物为了不让自己被毒死,真是使尽浑身解数。

  不过这都局限于爬行动物或是软体动物。我们似乎很少听过哺乳动物是有毒的,更别说拥有强大抗毒能力。

  根据统计,真正有毒的哺乳动物屈指可数。然而,早期哺乳动物的化石却暗示着,过去哺乳动物是会用毒的。

  那么,为什么现代的哺乳动物大多默契地放弃了这一能力呢?难道是因为高级哺乳动物反倒害怕自己蠢到被毒液毒死吗?

  答案当然是否定的。实际上,放弃用毒反倒是一种聪明的选择,毕竟进化出毒液以及抗毒能力的性价比实在是太低了。因为积累毒液可不是一件容易的事儿,需要费一番功夫。

  还有,当哺乳动物成为地球的主宰后,体型也越来越大。所以,如果要生产出足以一次將大型猎物放倒的毒素是一件特别费劲的事。

  相反,日益发达的神经系统也带来了强大的力量。因而比起释放毒液这样的消极防御措施,通过暴力的斗争则成了更高效的御敌技能。很自然地,自己生产毒液反倒成了一种累赘,就被逐渐抛弃了。

  除此之外,哺乳动物为什么不像箭毒蛙那样从外界获取毒素?

  因为这样也是不划算的,这不仅会提高代谢成本,还会让它们只能固定吃某种食物。

  不过那些小型哺乳动物,又凭什么放弃毒液呢?因为它们进化出了“毒气”。

  当它们遇到危险时,就先放出类似烟幕弹的毒气,让捕食者晕头转向。与费事积累大量毒素相比,这样放“烟雾弹”的招数更显得狡猾。况且,这些哺乳动物还不用费劲想如何进化出抗毒能力。

  至于体型不大、不会放毒的人类,为什么抗毒能力奇差呢?这可能是因为人类与毒物抗争的机会并不多。毕竟,拥有自知之明的人类怎么会主动选择跟这些剧毒动物发生正面冲突呢?

  不过,这些都不能阻止人类对毒液的好奇心,如今世界各地的实验室里有一群科学家,正想方设法让这些毒液为人类所用。
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