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神奇策略!毒箭蛙等生物進化出了一種驚人的方式,可以避免它們自己中毒

發表日期:2021-08-12 18:42 | 文章來源 :

給自己涂上致命的毒藥,是阻止捕食者戲弄你和你的表親的好方法。然而,這個天才計劃有一個巨大的缺陷——它讓你全身上下都沾滿了致命的毒藥。

由于有毒化合物通常會通過鎖定酶或受體來造成嚴重破壞,避免自食其果的一個聰明方法是簡單地進化出一套新的“鎖”,來鎖住自己身上的致命鑰匙。

但這似乎不是進化為鳥類和兩棲動物選擇的方法,它們會產生一種叫做蟾毒素(batrachotoxin)的物質。

來自加州大學舊金山分校、斯坦福大學和加州科學院的研究人員提出,這些動物可能會通過依賴一種蛋白質來吸收毒素,從而保護自己免受毒素的影響。

這一發現不僅告訴我們一些關于有毒防御策略進化的事情,而且可能有助于激發新的有毒物質解毒劑。

蝙蝠毒素是一種神經毒素,來源于某些甲蟲產生的生物堿。這種生物堿,對巴布亞新幾內亞的少數鳥類(如Pitohui)和哥倫比亞熱帶森林特有的各種毒箭蛙沒有影響。事實上,食用甲蟲只是給它們一種有毒的刺激。

這是一種黃金毒蛙,它可以通過皮膚上的腺體擠出大約一毫克的蝙蝠毒素。這聽起來可能不多,但足以讓十幾個人斃命。

需要擔心的不僅僅是人類。由于這種毒素通過與控制神經沖動的鈉通道結合起作用,它幾乎殺死所有有神經和心跳的東西。

但它為什么對毒箭蛙或巴布亞鳥沒有影響?沒有阻斷它們體內的鈉通道?

事實上,之前的研究甚至已經確定了可能是免疫背后的候選突變。研究小組開始通過克隆和研究在鳥皮托輝(Pitohui uropygialis meridionalis)和兩種毒箭蛙(一種攜帶蝙蝠毒素,另一種攜帶類似毒素)身上發現的電壓門控鈉通道來填補這一知識空白。

他們很快發現,鈉通道中的候選變體實際上保護作用很差。它不僅不能提供高度的抵抗,甚至不能在他們的神經中作為鈉通道正常工作。

回到原點,研究人員得出結論,一定有什么東西在瞄準鈉通道之前攔截了有毒分子。因為即使給青蛙注射毒素,它們似乎也沒有受到影響。

這樣的發現也不是前所未有的。Minor之前發現美國牛蛙(Rana catesbeiana)產生的蛋白質可以抵抗藍細菌產生的致命神經毒素。

這些隔離策略可能不僅提供了一種一般的毒素保護手段,還可能在安全運輸和集中毒素到關鍵防御器官(如皮膚)的途徑中起作用。了解這些途徑可能有助于發現對抗各種有毒物質的解毒劑。

這項研究發表在《普通生理學雜志》(Journal of General Physiology)上。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

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