毒蛙与蛇的生死抉择:有的蛇宁挨饿,有的冒险进食,结果出人意料

1天前

10条来自亚马孙地区的皇家地蛇(Erythrolamprus reginae)遇到了一个关乎生存的难题。


科学家将它们捕获后关进网笼圈养,先饿了5天,确保它们肠道已排空。此时,这些饥肠辘辘的皇家地蛇面前只有一种食物可选——剧毒的三条纹箭毒蛙。


三条纹箭毒蛙(Ameerega trivittata)是世界上毒性最强的蛙类之一,有着醒目的三条黄绿色纵纹。其毒素主要分布在皮肤表面,一旦被吞食,或伤口、眼黏膜接触到皮肤毒素,就可能引发中毒。



三条纹箭毒蛙|Wiki


箭毒蛙皮肤上的致命毒素主要包含类毒素PTX族、戏蛙毒素HTX族、十氢喹啉DHQ族以及多种脂溶性生物碱。这些毒素会干扰神经与肌肉功能,改变钠钾离子通道,使人出现麻木、肌无力、恶心呕吐或心悸等症状。


对皇家地蛇而言,摆在眼前的选择很残酷:要么继续挨饿,要么冒险吃下带毒的箭毒蛙。它们会如何抉择?



皇家地蛇:非得选这个吗!!!|reptilesofecuador


实验结果显示,6条皇家地蛇选择了挨饿,面对毒蛙的诱惑,饥饿的它们坚定地拒绝了这份“危险食物”,毕竟这是最稳妥的做法。剩下的4条蛇则选择了冒险吃下箭毒蛙。


令人意外的是,这4条吃下箭毒蛙的蛇中,有3条竟然存活了下来。


在解析皇家地蛇生理层面抗毒机制之前,它们进食时的行为同样值得关注。6条蛇明确拒绝了毒蛙,而剩下4条的进食过程也并不顺利。


研究指出,这4条蛇在吞食箭毒蛙前表现出抵触行为:比如不愿主动吞食、明显拖延或停顿,甚至会将箭毒蛙拖在地上,仿佛想蹭掉其表面的毒素。


感兴趣的读者可查看相关研究视频,能看到皇家地蛇拖拽箭毒蛙的场景。|参考资料1


从生理学角度看,研究表明这3条存活的皇家地蛇体内存在多种抗毒机制。首先,其肝脏提取物可“中和”多种生物碱;其次,合成肝脏蛋白质的基因突变中,部分基因编码的蛋白质能运输和排出毒素,还有些突变可阻断毒素作用通道。


自然界中,动物常面临类似生存抉择,这也促使皇家地蛇这类生物进化出抗毒能力。还有些动物甚至能利用其他生物的毒素为己所用。


箭毒蛙不像河豚能自身产毒,而是通过食用有毒食物积累毒素,蚂蚁是其毒素的关键来源,螨虫、小甲虫等也能提供DHQ和部分生物碱。因此,人工圈养的箭毒蛙通常是无毒的。



那箭毒蛙为何不会被自身毒素毒死?其皮肤毒素BTX会影响多种钠通道,若像皇家地蛇那样靠基因突变抗毒,需要大量突变。


因此有研究者认为,箭毒蛙体内可能存在“毒素海绵”结构,可将毒素吸附在肠道内,避免损伤其他内脏,还可能将毒素运输至皮肤附近的腺体储存。



无独有偶,响尾蛇的剧毒毒液会导致血液凝固障碍,但与其同域分布的加州地松鼠也进化出多种抗毒策略。


行为层面上,松鼠遇到响尾蛇时可能尾巴炸毛并摆动,让蛇误以为是大型动物而放弃捕猎;有些雌性松鼠会啃食响尾蛇蜕下的皮,再舔舐幼崽以掩盖其气味。



加州地松鼠拥有多种抵御响尾蛇攻击的策略。|wiki


生理层面上,加州地松鼠血液中存在能阻断蛇毒的蛋白质。生物学家还发现,由于不同响尾蛇毒液成分各异,地松鼠的抗毒蛋白质是根据当地蛇种“定制”的。


有些昆虫专门以有毒植物为食,比如帝王蝶会食用富含强心苷毒素的马利筋。马利筋枝干的白色汁液会导致人类发烧、虚弱和心跳加速,但帝王蝶通过基因突变不仅能抵抗毒素,还能将其储存在体内,遇到危险时从背部渗出有毒液滴自卫。


毕竟,能食用有毒食物,就不至于饿死……提前祝大家蛇年大吉!(?)



马利筋又名莲生桂子花,枝干富含白色汁液,英文名为Milkweed。| wiki


参考资料

[1]https://doi.org/10.32942/X2R65D


[2]https://doi.org/10.1085/jgp.202112988


[3]https://doi.org/10.1111/eea.12340


[4]https://www.ucdavis.edu/news/feisty-squirrels-hold-clues-treatment-rattlesnake-bites


本文来自微信公众号“把科学带回家”(ID:steamforkids),作者:Skin,36氪经授权发布。


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