自然界“绝命毒师”:美丽外表下的致命诱惑

2018-03-17 20:32
发明与创新·大科技 2018年2期
关键词:毒液毒性毒素

“水客”带货却稀里糊涂地带上了全球毒性最强的物种之一——箭毒蛙。前段时间,深圳罗湖检验检疫局在一个帮人带货的港籍男青年行李中查获 15 只箭毒蛙。根据相关规定,工作人员对上述动物作截留处理。

其实,自然界中不少生物有着美丽的外表,却暗藏着致命的剧毒。在海面上漂浮的晶莹剔透的水母,在泥土里蠕动的色彩斑斓的蜈蚣,在海滩上漫步的背着美丽贝壳的芋螺,在树枝间驻足的织着神奇网络的蜘蛛……如果你不小心和这些漂亮的生物亲密接触,可能除了痛之外,还会面临生命的威胁。

有些动物异常“毒”

在自然界中,有些动物天生就是杀手,有的会释放毒液,有的暗藏毒针。这些动物看上去体型较小,毫不起眼,但毒性却十分惊人,不仅危害同类,而且还可以对人类造成伤亡。

在澳大利亞、新几内亚、印度尼西亚及菲律宾海域生活的蓝环章鱼大小如网球,腕足上有美丽的蓝色环节,展开也不过20厘米。蓝环章鱼是世界上毒性最强的动物之一,它们通常会伪装自己,等待猎物的到来。它被激怒后会快速变成黄色,并展示出它的亮蓝色标志。这种章鱼体内携带的毒液足以杀死26个成年人。

许多海蛇及陆地上的蛇毒性都令人难以置信。内陆太攀蛇以毒性强烈著称,也常常被认为是世界上最毒的蛇。在对小鼠的测试中,内陆太攀蛇毒液的半致死剂量为0.025毫克/千克。它们只捕食哺乳动物,因此其毒液也能摧毁人的神经系统、血液、肌肉和器官。

其实,不仅仅只有蛇类才有此能力,上文提及的箭毒蛙也令人害怕。虽然色彩鲜艳,一般体型不超过5厘米,但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,可以冻结神经、阻止神经传递脉冲,在几分钟内可令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。

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……

何以如此之“毒”

“毒液通常是包含各种蛋白质基毒素的混合物。”莽山烙铁头蛇研究所所长陈远辉介绍,蛋白质的合成需大量的能量投入,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%,这表明蛇产生毒液会消耗一定体力。

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。但许多动物的毒性似乎比它们实际需要大得多。对此,陈远辉说,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。猎物演化出了对毒液的抗性,但等待着它们的是更加强悍的毒液。

此外,并非所有哺乳动物都惧怕毒液。一些蛇的毒液能轻易地杀死人类,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需要。

此外,还有观点认为加强的毒性演化是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。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,虽然它们在世界毒物中名列前茅,但它们也非常脆弱。耶胡·莫兰说:“箱形水母在试图进食时,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,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,所以太攀蛇绝不允许任何一只猎物逃走。

半数致死量也有局限性

有毒的动物实在太多了,怎么让它们一争高下,选出个“最”毒的来呢?从不同的层面分析,将会得到不同的答案。如果说只是单纯想知道不同动物产生的毒素本身毒性有多大,最常见的指标是半数致死量。它指某种毒素使一半的实验动物死亡,所需要的最小剂量与实验动物体重的比值。半数致死量看似是一项很完美的指标,但是由于许多毒素没有做过半数致死量实验,所以很难进行比较。

就算一种毒素有了半数致死量,但毒素的给予方式不同,它的致命能力也不同。2015年,科学家对布鲁诺盔头蛙头部的毒素经小鼠测试,半数致死量为0.16微克/千克至0.24微克/千克。换算下来,1克毒液可杀死80个人。但上述半数致死量是小鼠经腹腔注射毒液得出的数据。事实上,布鲁诺盔头蛙用来释放毒素的刺状骨骼只有几毫米,它的毒素也只是经由皮肤外层传到体内,类似于皮下注射,而小鼠经由皮下注射这种毒素的半数致死量约为1.8微克/千克,换算下来人类大概需要150毫克才可能致命。

此外,同一种毒素对不同物种的危害也不同。止痛药扑热息痛大家都不陌生,它的有效成分乙酰氨基酚对人们来说是安全的,但小猫对这种成分的半数致死量小于人类的10倍多,而大鼠、兔子、豚鼠对这种成分的半数致死量,比人类高20多倍。因此,简单地把动物实验中的半数致死量折合到其他物种上并不科学。(本刊综合)

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