南水进京一周年
当前位置首页 > 科技新闻 > 正文

自然界“绝命毒师”要不要这么“毒”

2017-01-13 10:23 来源:科技日报 姜 靖

  蓝环章鱼

  箱形水母

  热播网剧《鬼吹灯之精绝古城》,随着主角胡八一与考古队踏上精绝古城,剧情再次进入白热化阶段。近日上线的毒蛇,也成为继猪脸蝙蝠、火瓢虫、霸王蝾螈、沙漠行军蚁之后的又一致命动物,其通体漆黑,闪烁粼粼红光,红色的信子充满毒液,被砍断之后仍能跳起攻击。

  虽然这虚构出来的毒蛇在剧中厉害非常,但在自然界中比它厉害的毒物却比比皆是。太攀蛇咬一口所释放的毒液就足以杀死25万只老鼠;大理石芋螺的一滴毒液就能杀死20个人类;箱形水母的一刺便能使人心脏骤停……

  一种动物拥有毒性武器的理由似乎很简单。首先,毒液是一种制服猎物的有效工具。其次,毒液还是一种对抗天敌的防御武器。但是,令人不解的是,一些动物拥有毒液的毒性远远超过了实际需要。那么,既然它们只会在一对一的情况下使用这些毒液,为什么其毒液的毒性却足以撂倒一群人呢?

  为何有些动物异常“毒”?

  在我们生活的这个世界中,有许多身带剧毒可怕而致命的动物。这些动物看上去体型小小,毫不起眼,但毒性却着实惊人。

  在中南美丛林里生活的箭毒蛙,色彩鲜艳,一般体型不超过5厘米,它的皮肤里有许多腺体,能分泌一种毒性极强的神经性毒素,冻结神经、阻止神经传递脉冲,在几分钟内,导致受害者肌肉不自觉收缩并最终导致心脏骤停。黄金箭毒蛙是箭毒蛙中毒性最强的物种之一,其1克蛙毒可以致1.5万人死亡。

  分布于澳大利亚、新几内亚、印度尼西亚及菲律宾海域的蓝环章鱼,大小如网球,腕足展开也不过200毫米。但它却可以分泌含有河豚毒素的毒液,河豚毒素会阻断人体肌肉的钠通道,使肌肉瘫痪,并导致呼吸或心跳停止。一旦它被激怒,放出的毒素足以让26个成年人在半小时内全部死亡。

  如果说蓝环章鱼身上绚丽的蓝圈,或许还可以引起一些人的警惕的话,那么像河豚这样圆鼓鼓的可爱鱼类则可能让人完全没有防备之心。其体内的神经性毒素可以使人神经麻痹、呕吐、四肢发冷,进而心跳和呼吸停止。它的毒性相当于剧毒药品氰化钠的1250倍,只需要0.48毫克就能致人死亡,并且目前没有对抗这种毒素的解药。

  除了以上提到的这几种毒物之外,自然界的“绝命毒师”还有漏斗形蜘蛛、石头鱼、巴勒斯坦毒蝎……数不胜数。

  “毒液通常是包含各种蛋白质基毒素的混合物。”长期与蛇为伍的“莽山蛇博士”、莽山烙铁头蛇研究所所长陈远辉告诉记者,以蛇毒为例,其有毒成分很复杂,不同蛇类的蛇毒含有蛋白质12—18种、酶类10—15种以及多种毒素。这些毒素会协同对内脏器官造成破坏。但是蛋白质的合成需要大量的能量投入,这对动物来说是要付出代价的。一项以蝮蛇为对象的实验显示,在射出毒液之后,蛇身体的新陈代谢活动量会提高11%,这表明蛇产生毒液是会消耗一定体力的。

  如此之“毒”是被对手逼的?

  自然选择的经典观点认为,除非绝对必要,否则代价如此高昂的特征一定会被抛弃。但事实却是,许多动物的毒牙、倒刺和体液中仍然保留着毒素,而且似乎比它们实际需要的强度大得多。这又是为什么?

  陈远辉说,自然界有一个原则,那就是优胜劣汰适者生存,因此各种动物都有自己的生存方式。大多数注毒动物的目标猎物都是一个特定

  的且范围狭小的物种群,而就是这些物种塑造着毒液的演化。其结果就是一场协同演化的军备竞争。猎物们演化出了对毒液的抗性,但等待着它们的只有更加强悍的毒液。

  此外,并非所有哺乳动物都惧怕毒液。一些蛇的毒液能够轻而易举地杀死人类,但地松鼠、刺猬等却能从这些毒液下全身而退。陈远辉说,有一些獴因为体内有能对抗蛇毒的抗体,甚至专门以蛇为食。为了对付这些强悍的天敌,毒蛇就必然要产生更多、更有效的毒液才能保证自己生存下来,因此其毒液的毒性就远远超过了实际的需要。

  如此之“毒”是为了“补短”?

  另一种传统观点认为,这种加强的毒性是演化为了补偿其他方面的缺陷而产生的。

  耶路撒冷希伯来大学的研究员耶胡·莫兰与同事卡提克·苏那嘎一起开展了一项研究,自然选择是如何作用于注毒动物的。他们指出,如果捕食者自己体型小、体力弱,或者行动迟缓,毒液就很重要,它可以迅速让猎物失去反抗能力、阻止它们逃走或挣扎。在这样的情况下,高毒性的毒液就受到了演化的青睐。

  箱形水母就是个好例子。箱形水母长有很多触须,上面布满无数鱼叉形毒针,虽然它在世界毒物中名列前茅,但是同时它们也非常脆弱,耶胡·莫兰说:“在试图进食时,肌肉发达程度和鱼差不多的猎物就能让它们从内部断成两截。因此,其毒液必须百分之百有效,而且迅速致命。”

  此外,经济性可能也是一个重要原因。太攀蛇栖息在澳大利亚干旱的中心地带,在那里,毒液能否带来确定而致命的一击至关重要。在沙漠里,每顿饭都很要紧,所以太攀蛇决不允许任何一只猎物逃走。

  尽管这些毒物如此之毒可能是为了要实现安全迅速的一招毙敌,但是这个理由依然显得不够充分,我们仍不禁要问:一口毒就杀掉25万只老鼠真的有必要吗?

  如此之“毒”只是一种误读?

  对于这个问题,英国班戈大学的蛇类毒液专家沃尔夫冈·伍斯特给出了一个简单的回答:“这是因为它们吃的不是小白鼠。毒液对小白鼠的致命程度和这些蛇在野外的行为根本毫无关系。”伍斯特说,“如果你想要知道某样东西有多毒,我首先要问的就是:你想要用它来杀死什么?”

  英国利物浦热带医学学院阿里斯泰尔里德毒液研究组主任罗伯特·哈里森指出,虽然以老鼠作为实验对象是评价毒液毒性的主要方式,这种方式使我们得以得到标准化数据。但老鼠并不一定是有毒动物偏好的食物,所以对老鼠的毒性仅仅是一个标准公制。当然,在老鼠身上做的毒性试验并非一无是处。“这类实验的目的就是检验蛇毒在哺乳动物尤其是人类身上的毒性,并以此为抗蛇毒血清的研制提供信息。”

  因此,惊讶于毒蛇的一口毒液能使多少只老鼠毙命,就和惊讶于猎豹能多么轻松地跑过乌龟一样没有意义。因为猎豹的速度根本就不是演化出来捕猎乌龟的,而乌龟也从没有演化出从猎豹手中逃命的能力。

  相关链接

  含有毒素的动物为什么不会毒死自己?

  一些蛇、蜥蜴都是靠牙齿注射毒素的,这就使得它们难免会吃下一些毒素,为什么它们不会被毒死呢?

  陈远辉说,毒蛇的毒液一般分为血溶性毒液、神经性毒液和混合性毒液。毒液由毒蛇的杜氏腺分泌,可以起到杀死猎物的作用。蛇的血液中有抵抗自己毒液的免疫物质,治疗蛇咬伤的抗蛇毒血清就是类似物质。因此毒蛇的毒液就好像人的口水一样,不会对自己的机体组织造成伤害,所以它们即使吃下一些毒液,也不会中毒。

(责任编辑:王蔚)

热点推荐

超新星“量产”的秘密

超新星“量产”的秘密

蟹状星云(M1)位于金牛座,距地球6500光年。它是...

捕获完美星迹 感受“斗转星移”

捕获完美星迹 感受“斗转星移”

由于地球自转,人类在地面观测,夜空中所有的星体...

这个“双层魔盒”不简单!

这个“双层魔盒”不简单!

很多黑色的铁块摞在一起,看起来有几百公斤重,让...

中国机器人在全球“你来我往”

中国机器人在全球“你来我往”

“国际机器人巨头盯紧中国商机,纷纷扩建工厂增加...

液体电池科技新突破

液体电池科技新突破

一直以来,为满足各行各业的需求,许多科研人员积...

NASA准备探访天王星和海王星

NASA准备探访天王星和海王星

《新科学家》17日报道称,美国国家航空航天局(NAS...

“蛟龙”为何探深海

“蛟龙”为何探深海

当地时间6月13日17时10分,“蛟龙”号载人潜水器顺...