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「蓝箭毒蛙」为什么箭没有毒害青蛙本身?

南美洲沙利文的藍劍蛙 萊因哈德·狄舍爾(REINHARD DIRSCHERL)的五行箭毒蛙(Adelphobates quinquevittatus)坐在雨林地麵的一片树葉上。 有些人也称它為亞马遜毒蛙或馬德拉毒蛙 圖片來源:UIG野生地平線 法新社罗德裏戈·布恩迪亞拍攝的照片 這隻有毒的青蛙也有一聲大叫。 图片來源:澳大利亞景觀,uig,盖蒂图像視频:亞马逊雨林中發現的一种箭毒蛙 2017年1月18日,在秘魯亚马逊雨林深處,雪莉·詹妮弗·塞拉諾·羅哈斯听到一隻陌生的青蛙在曼努生物圈保護区哭泣。 後來,一種新的箭毒青蛙沿着叫声被發现了。 (神秘的地球)根据美國國家地理杂誌(文章:邁克尔·格雷斯科:陳均明):为什麽箭没有毒害青蛙本身?一些青蛙的神經係统能够抵抗比吗啡強200倍的毒素。 他们是怎麽做到的?在南美洲的丛林中,箭蛙攜带的毒素比嗎啡強200倍。 雖然毒素是对付天敵的致命武器,但它們為什麽不影響箭毒青蛙本身呢?根據一项新的研究,只有在箭毒蛙的神经系統随着时間的推移进化後,它才获得抗毒能力。 這是生物進化的一个极好例子。 德克萨斯大學奧斯汀分校的生物學家、国家地理学会的讚助者丽貝卡·塔文(Rebecca Tarvin)说:“我一直想知道自然界中的生物是如何獲得神经毒素的,因为这些動物需要重组它们的神经系统,而这看起來真的不像動物進化时会發生的事情。” “深入神经系統箭毒蛙實际上沒有分泌毒素的能力,而是通过吃螨虫和蚂蟻獲得的 华丽的外表是對任何掠食者的警告,不要愚蠢到去咬一口。 像蛇和蠍子这样的食肉動物,当使用毒液捕捉猎物時,毒液必须通過外伤进入獵物体内才能发揮作用 捕食者的毒素不一定會立刻杀死猎物。相反,它们通常用毒素麻痹猎物。 然而,无论是掠食者还是猎物,它们都需要能够快速發揮作用的毒素,使得目標無法移动。 因此,神经係统已經成為毒液攻擊的主要目标。 事实上,動物界中许多极其可怕的毒素都是以神经係统瘫瘓为手段的。 一些箭毒蛙攜帶一種吗啡樣化合物,叫做表巴蒂定,其作用機製類似乙酰膽堿,可以在神經细胞之間传遞信號。 因為表巴蒂定非常有效,它會干擾乙酰胆碱的作用,並引起神经係統的许多問题。epibatidine毒性很大,只需要一只有毒的青蛙就能杀死一头水牛。 此外,自然界中一些有毒的蝾螈携帶河豚毒素,它阻断生物神經傳导中用於切斷神经电流信號的离子通道。 布奇·布劳迪是弗吉尼亚大学的生物學家和毒理学家,也是這篇论文的評论者,他說:“這就像在脆弱的地方剪斷电線一样。它隻是用不同的工具切割它。” “天生不怕毒,但是,箭毒蛙是怎麽开始使用这種毒素的呢?根據塔萬和他的同事最近发表在《科学》雜志上的結果,经过基因测序,這些使用表巴蒂丁的毒箭蛙发现它們的乙酰膽碱受体在形狀和結構上與正常受体略有不同。 從基因上來說,受體形状的變化一定非常微妙。 因為乙酰膽碱和表巴蒂定在受体上的結合位置是相同的 因此,如果突變过度改變了受體的形状,乙酰胆堿通常不会與受体相互作用來傳遞神经信号。 這種箭毒蛙的受體結构被略微修饰,使問题得以顺利解决:表巴蒂丁不识別箭毒蛙的受體,但箭毒蛙自身的乙酰膽堿可以識別,因此這種机製確保了箭毒蛙不會受到自身毒素的影响。 此外,研究还发現箭毒蛙对这種毒素的抗性已经獨立进化了至少三次,這表明这种突变确实對箭毒蛙有用。 “這是大自然难得的美景。很少有類似於这項研究结果的例子 國家地理探险家、爬行动物和毒理學家Zoltan·塔卡克斯說 “不管有什麽样的新发现,它都是化學和神經病學的一个大躍进 “對毒素的深入研究是理解毒物學进化的一個重要裏程碑,但它背后仍有許多未解之謎。 例如,生物学家仍然不知道毒鏢蛙從哪里得到毒素。 显然,毒素应該從食物中获得,但是科學家们还沒有找到確切的来源。 Tavan還指出,毒蛙毒素本身实際上是一个大謎團。 有毒的箭蛙携带800多种化合物,但我們真正知道的不到70种。 布劳迪說,追蹤这些毒素的来源,进一步了解动物是如何进化成对毒素免疫的,可以进一步解開自然之谜。 布劳迪说:“事实上,我們人類对自然界中的化合物知之甚少。”。“从人类生物安全的角度来看,我們對這些毒素了解得越多,它们對我們构成的威脅就越小。 ゥ?
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