人类能像毒蛇一样进化出毒液吗?科学家:可以但没必要

文|科学虫洞

毒液是毒蛇有力的傍身武器,人类、动物中毒后如果得不到及时的救治,会面临生命危险。那么,人类是否能像毒蛇一样进化出毒液呢?

能够分泌毒液的动物

分泌毒液并将此作为攻击手段,这并非毒蛇专属的技能。拥有这项能力的动物,在自然界中并不少见,比如蜘蛛、蛇、蜂猴等等,只是毒蛇的种类非常多。

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毒蛇和蜥蜴都具备用毒液攻击猎物的能力,毒蛇中,内陆太攀蛇、响尾蛇、黑曼巴蛇等,毒性都相当出名。

毒腺是一种特异化的唾液腺,毒蛇咬人或者动物时,毒液就会从毒牙流出,进入血液中,导致目标中毒。

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除了通过咬击输送毒液之外,有的毒蛇还可以通过喷射毒液的方式自卫。喷毒眼镜蛇受到威胁时,会用毒牙喷射出毒液攻击敌人,有些蛇能将毒液喷出2米远。

如果体表没有伤口,目标接触到这些毒液不会受伤,但假如是眼睛接触到毒液,又得不到及时救治,那么会出现短暂性的失明。

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蜥蜴家族中,使用毒液的成员比起蛇类就少很多了,只有2种现生的蜥蜴具有毒腺,即:大毒蜥和科莫多巨蜥。

科莫多巨蜥也叫科莫多龙,曾经有人误以为它们的致命手段是唾液中的细菌,但科学家们实验后发现,这种蜥蜴真正致命的地方是毒液。

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其实在哺乳动物中,也有个别成员能够用毒液自卫,其中之一便是被称为“四不像”的鸭嘴兽。

雄性鸭嘴兽毒腺不在口腔,它的足跟有一根特化的距,繁殖季节一到,跟距相连的毒腺便会活跃起来,在攻击的时候注射毒液。

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那么问题来了,人类是否也能进化出毒液呢?一项新的研究表明,所有的爬行动物和哺乳动物,包括人类在内,都具备产生毒液的全套“工具包”。



人类有产生毒液的“工具包”

参与研究的人员之一,日本冲绳科学技术大学院大学的进化遗传学博士生Agneesh Barua表示,人类拥有产生毒液的全部素材,就等演化推一把。

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Barua跟搭档研究时,没有把注意力放在那些快速演化且成分复杂的毒素上,而是专注于“管家基因”。

管家基因指的是所有细胞中均要稳定表达的一类基因,它的产物是维持细胞基本生命活动所必须的。

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管家基因是构成毒液系统的基础,跟毒液的形成息息相关,但不控制毒素的产生。它在人类唾液腺中也有所表达,是很多动物得以演化出毒腺的遗传基础。

团队先分析了原矛头蝮蛇的基因组,试图通过了解全部基因的功能,找出那些跟分泌毒液有关的基因。

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研究结果发现,许多有关基因都广泛分布在羊膜动物的各种组织细胞中。羊膜动物就是胚胎发育中出现羊膜结构的脊椎动物,包括爬行纲、鸟纲、哺乳纲。

这些基因中,不少基因的功能是参与蛋白质的折叠,而能够分泌毒液的组织,需要保障高质量蛋白质的合成。

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鸭嘴兽

毒液系统中有一种关键蛋白,名为激肽释放酶(kallikrein),其作用之一是使得血压骤降。

发生在这种酶的突变能够加剧毒液的效果,这种酶的变体活性都非常高,能引发致命效应。

可以,但没必要

分泌毒液并使用它,听起来实在是太酷炫了,然而科学家却表示,虽然人类拥有“工具包”,但以面临的情况来看,人类还没有演化出这项功能的必要。

人类能像毒蛇一样进化出毒液吗?科学家:可以但没必要

我们可以看到,几乎所有动物,都是为了适应环境而进化出某种能力的,毒液对于毒蛇来说,就是捕猎的利器。

生活在不同环境下的有毒动物们,其毒液作用的方式也会有所差异。

比如生活在沙漠中的毒蛇,其毒液针对的是猎物(小鼠等)的循环系统;栖息在山区附近的部分毒蛇,猎物主要是蜥蜴,其毒液针对的是神经系统,使得猎物瘫痪,以免其躲入缝隙中。

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除了捕食生存之外,种群的繁衍也跟物种演化有着千丝万缕的关系。前文提到的雄性鸭嘴兽,分泌的毒液不只是用来威慑对手,还会用来争取配偶。

显然,不论是从生存的角度出发还是从繁衍的角度出发,人类都没有演化出毒液的必要。

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我们已经进入文明社会,哪怕是古时候,也有工具来进行各种日常活动,包括捕猎、养殖、种植等等;在御敌自保方面,则有武器、铠甲等等。

择偶方面,哪怕是原始部落,也有自己独特的婚嫁习俗,不需要演化出毒液来竞争。

此外,合成和折叠生成毒液的相关蛋白需要耗费不少能量,成本太高,这样看来,人类产生毒液的“性价比”就很低了。

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再加上,生物的器官都是用进废退的,有了分泌毒液的功能后没有使用的条件,它也会很快退化。

总而言之,通过这项研究,科学家发现人类具备产生毒液的“硬件”,但所处现状却说明,人类演化出“分泌毒液”功能的情况不太可能发生。

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页面更新:2024-03-11

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