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动物毒素,从闻风丧胆到入药潜力 [复制链接]

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它有时候能让对方疼痛难忍,有时候能让对方产生疼痛幻觉,之所以这样做,有时候是为了保护自己,有时候是为了更好地吃掉对方。不仅听上去令人闻风丧胆,它也确实可以是一个杀戮天使。

它就是《有毒》这本科普读物主要介绍的内容:动物毒素。

演化视角下的毒素

这本书的作者ChristieWilcox是细胞与分子生物学相关专业的博士,同时也是社交媒体的科普推广作者,故而可以很好地兼顾科普著作的可读性与科学性。

前言里面,作者提到自己小时候不顾蛰刺的疼痛,总是情不自禁触摸僧帽水母的记忆。选择毒素为研究对象的科研工作者,在追寻研究对象时,难以避免这样的风险。一个叫布赖恩的研究者,就被26条毒蛇、3条魟鱼、2条蜈蚣、1只蝎子以及无数只昆虫咬过或螫过。这些人被毒素所吸引的模样,恰恰也深深地吸引着读者。

作为科普读物,《有毒》不像教科书一样,从上而下梳理毒素的系统知识,而是将相关知识散布于不同章节的故事中。如第一章“生理学大师”由鸭嘴兽开篇,可以引出哺乳动物并不常出现有毒动物的知识点。在目前发现的12种有毒哺乳动物中,鸭嘴兽是唯一一个不用嘴咬,而用后腿上的毒刺来释放毒素的。

通常情况下,嘴咬主要用毒素来进攻,毒刺主要用毒素来自卫,而鸭嘴兽用毒刺来进攻!后来出现更多的证据佐证,鸭嘴兽的毒素进攻主要用于配偶争夺战。而对鸭嘴兽毒素与蛇毒的成分十分相似的分析,进一步显示了这个物种的奇妙性,它是哺乳动物与爬行动物的桥梁。

演化论视角下的毒素,或者说毒素也是一个可以观察“演化不会真正遗落任何东西”的视角,是这本书尤其引人入胜的内容。人类为什么演化成目前基本无毛的两足智慧生物?《有毒》提供了一个与蛇检测理论有关的假说。

在大约万年前,基于尚未确定的原因,亚洲和非洲的蛇毒性变强,它们的狩猎方式也向我们现今所熟知的模式转变:纹丝不动地潜伏,在关键一刻出其不意地出击。作为一种演化应对,能够探测到这些隐蔽掠食者才能增加存活几率,那么灵长类动物需要更敏锐的视角识别能力。这种能力背后是更复杂的神经网络,大脑由此得到进一步发育。

依此说来,我们作为人类,怕蛇是刻在基因上的恐惧。也恰恰是这种恐惧,激发了人类的演化优势。

从适应性演化来看,毒素带来了丰富的多样性,它的制造成本也很高。为了更新体内的毒素,蛇的静止代谢率需要提高11%,蝎子甚至需要提高20%-40%。可以想见,若非情非得已,有毒动物不会轻易释放毒素。

作者提到在一次潜水时遇见毒拟鲉而未被毒的经历,全因作者看懂了毒拟鲉掀开胸鳍,露出五彩肚皮的警告行为,把手缩回。没有感受到威胁的毒拟鲉自行离开了,搞不好为守住了体内毒素而感到庆幸呢。

毒素的疼痛等级与致命等级并不相当

不同毒素带来的疼痛等级不一样,损害等级也不一样,两者并不相当,换句话说,更疼痛的毒未必更致命。如前面提过的鸭嘴兽的毒素,能带来剧烈疼痛,时间可能长达数月,但对人类来说,只类似毒性极弱的蛇毒,并不致命。

亚马逊的小小子弹蚁,因为能带来“纯粹、剧烈而鲜明的痛苦,就像踩着一根三寸长的钉子走在烧红的木炭上一样”,简直令游客闻风丧胆,当地有部落却将这种疼痛视为男士通往勇士的必经之路。男孩只有戴上内藏只子弹蚁的手套,双手肿成一根大棒,才会被视为一个合格的男人,并且这种考验是持续一生的,一个勇士的一生要经历类似的仪式25次!这是一种能够导致神经细胞紊乱的毒素,它会让负责传导疼痛信号的神经细胞不断受到刺激,让被毒者感到十足痛苦而无法伤害它:它图的是自保而不是你的命。

可别因此看轻神经毒素,它和血毒素更像一条连续的谱系,不是非此即彼的关系,某种程度上,它更容易致命,因为它会过度刺激神经系统,麻痹肌肉甚至隔膜肌、胸廓和心脏。毒拟鲉毒素就会在损害尚未发生前让大脑以为身体岌岌可危,继而产生全身性反应:血压和心率直线下降,直至身体休克。在呼吸都需要依赖工具的海水里,这无疑是致命一击,难怪作者极怕遇见毒拟鲉。

有的神经毒素并未麻痹感知,而是改变大脑对感知的反馈,我们可以理解为对意识的玩弄。泥蜂控制蟑螂的机制就是如此。

泥蜂通过毒刺将毒素精准注入到蟑螂脑部的特定区域,可以抑制特定的神经细胞,受害的蟑螂会进入长达半小时的自我清洁活动,刚刚够毒素完全起效,同时泥蜂离开猎物去寻找合适地方。作者推测,此时蟑螂脑部有可能充斥大量多巴胺,因为蟑螂通常是在脑部受到大量多巴胺刺激后才产生清洁行动的。

如果这个时候某种外力把蟑螂捡拾到其它地方,那么一周以后蟑螂会恢复如初。然而正常情况下,泥蜂会回来把猎物带到自己的地穴,在蟑螂腿上产下一枚卵,幼虫破壳而出时就可以直接吃到新鲜的食物——中毒后的蟑螂基于某种机制,活得格外久。

在人类的特定价值观下显得残酷的场景,恰恰是大自然气象万千之所在:万物依存,相互演化。

从神经毒素作用过程而言,场面并不血腥。反观血毒素,特别擅长破坏血肉,效果更加野蛮,有可能导致大出血或坏疽,相对没那么致命,但是处理不当或不及时带来的后续反应,同样可能带来致命后果。给人类带来极大死亡量的蛇毒,按毒性来说远非最重,抗毒血清治疗也相对成熟,但蝰蛇一类常常出现在地球上医疗资源最匮乏的地区,被蝰蛇咬到的人如果得不到合适的治疗,伤口腐烂,几周内坏疽就可以侵蚀整个肢体。

大量细胞的死亡和毒素的活动会大幅度激活免疫细胞,谁能想到,尽职尽责奋战到最后一刻的免疫细胞,这时候成了问题所在,此即过度免疫反应。那么这是毒素的致命性还是免疫系统的倒戈呢?《有毒》提到一个比喻,免疫细胞更像是雇佣兵,当它们被激活时,哪怕冲到前面的它们眼前没有敌人,仍然不会放弃职守。

以毒攻毒并不是神话

并非所有的蛇咬都会如此惨烈,有的蛇咬起来非但不疼,反而会让人沉迷于其中,甚而有寻求刺激的瘾君子让毒蛇咬自己的舌头。这当然是毒质中不含血毒素,而是各种各样神经毒素的蛇,常见的是眼镜蛇。

看《有毒》这本书里,中过这类蛇毒的人的描述,感觉跟各种毒品带来的快感,甚至梅毒第三期侵入神经系统时的快感,并没有太大的不同嘛:“我心满意足地在宇宙中徜徉,探索遥远的大陆和星系,不知今夕何夕。”

时至今日,人类并不完全了解大多数毒素的确切成分,但能够影响神经系统的神经毒素的确可以产生类似镇痛的效果。有些所谓以毒攻毒的案例,在未了解确切成分的确切作用机制时,是一种幸运,一种概率,却激发人类去做进一步的研究,比如有研究发现,蜂螫能改善多发性硬化的症状。

以毒入药也已经有例可循,卡托普利就是提取自美洲矛头蝮蛇毒素,可以关闭一种重要的血管收缩通路,是用来降低血压的药物。在目前尚无太好针对性药物的中风、失智、神经性退行疾病等领域,可以打断各种通道或扩展特定通道的神经性毒素,拥有令人期待的入药潜力。

——完——

#一起读书吧#

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