摘要：这10条蛇面临着一个艰难的困境。它们是从哥伦比亚亚马逊地区收集来的，在圈养环境中已经几天没有进食，然后被提供了非常令人倒胃口的猎物：三线箭毒蛙。这种青蛙的皮肤含有致命毒素，如组胺毒素、 pumiliotoxin 和十氢喹啉，这些毒素会干扰细胞的必需蛋白质。

自然界中，不少动物敢食用含致命毒素的猎物。它们进化出了独特的抗毒策略，有的改造身体蛋白，有的用肝脏解毒，甚至还能将毒素为己所用，生存智慧令人惊叹。

食用含有致命毒素物种的生物，进化出了一系列聪明的策略来保护自己免受伤害。

这10条蛇面临着一个艰难的困境。它们是从哥伦比亚亚马逊地区收集来的，在圈养环境中已经几天没有进食，然后被提供了非常令人倒胃口的猎物：三线箭毒蛙。这种青蛙的皮肤含有致命毒素，如组胺毒素、 pumiliotoxin 和十氢喹啉，这些毒素会干扰细胞的必需蛋白质。

其中6条皇家地蛇选择继续挨饿。另外4条则勇敢地发起了攻击。但在吞下猎物之前，它们把青蛙拖在地上——加州大学伯克利分校的生物学家瓦莱里娅·拉米雷斯·卡斯塔涅达和她的同事们在进行这项实验时指出，这类似于一些鸟类擦掉猎物身上毒素的方式。

4条蛇中有3条在进食后存活了下来——这表明它们的身体能够处理残留的毒素。

数亿年来，生物一直利用致命分子相互残杀。首先是微生物利用这些化学物质淘汰竞争对手或攻击它们入侵的宿主细胞；然后是动物用它们来捕杀猎物或抵御捕食者，植物则用它们来防御食草动物。作为回应，许多动物进化出了在这些毒素中生存的方法。它们有时甚至会储存这些毒素来对付敌人。

科学家们开始解开这些创造性的抗毒防御机制，并希望借此找到更好的人类中毒治疗方法。加州大学伯克利分校的进化生物学家丽贝卡·塔文帮助指导了这项蛇类实验，并在2023年发表于《生态学、进化和系统分类学年度评论》上的一篇综述文章中写到了这些策略。她表示，从更根本的层面来说，他们正在了解一种悄然塑造生物群落的力量。

“仅仅几毫克的单一化合物，就可以改变生态系统中的所有相互作用。”塔文说。

物种变得有毒的方式多种多样。其中一些自己产生毒素：例如，蟾蜍会产生一种叫做强心苷的分子，这种分子会阻止一种叫做钠钾泵的蛋白质将离子运入和运出细胞。这种运输对于维持细胞体积、收缩肌肉和传递神经冲动至关重要。

其他动物体内寄生着产生毒素的细菌——河豚就是如此，它含有河豚毒素的肉食用后可能致命。

还有许多动物通过食物获取毒素——例如箭毒蛙，它们以含有毒素的昆虫和螨虫为食；研究人员喂给地蛇的就是这种青蛙。

随着一些动物进化出毒性，它们也重塑了自己的身体以避免自身中毒。它们的猎物或捕食者也发生了同样的情况。这些适应性中研究最透彻的是改变那些通常会被毒素破坏的蛋白质，使它们现在具有抗性。例如，在富含糖苷的马利筋植物上生长和进食的昆虫，进化出了钠钾泵，而糖苷无法与这种泵结合。

但汉堡大学的分子生物学家苏珊娜·多布勒表示，改变一种重要的分子可能会给生物带来并发症。在她对以马利筋种子为食的大型马利筋虫的研究中，她发现钠钾泵对糖苷的抗性越强，其效率就越低。这对于神经细胞来说是个问题，因为钠钾泵在神经细胞中尤为重要。

这种虫子似乎已经进化出了解决这个问题的方法。在2023年的一项研究中，多布勒和她的同事研究了这种虫子产生的三种钠钾泵的抗毒性。他们发现，大脑中功能最强的钠钾泵，对毒素的敏感性也最高。多布勒说，马利筋虫一定进化出了其他方法来保护大脑免受糖苷的伤害。

多布勒怀疑涉及到一种名为ABCB转运蛋白的蛋白质：这些蛋白质位于细胞膜上，将废物和其他不需要的物质排出细胞。她发现，某些天蛾利用神经组织周围的ABCB转运蛋白将强心苷排出细胞。也许马利筋虫也在做类似的事情。

多布勒还在测试一个假设，即许多昆虫的肠道细胞膜上都有ABCB转运蛋白，可以阻止有毒物质进入体内。这可以解释为什么以富含糖苷的铃兰为食的鲜红色洋葱甲虫，似乎不受毒素的影响，只是将它们排出体外。多布勒在2023年报告称，由此产生的粪便还有助于驱赶捕食性蚂蚁。

对于皇家地蛇来说，肝脏似乎是关键。塔文的团队从细胞培养实验中发现，蛇肝脏提取物中含有某种可以抵御三线箭毒蛙毒素的物质。该团队推测，这种蛇体内含有能将致命物质转化为无毒形式的酶，就像人体处理酒精和尼古丁一样。蛇的肝脏中也可能含有能与毒素结合并使其无法与目标结合的蛋白质——就像海绵一样将毒素清除掉。

科学家们在一些箭毒蛙的血液中发现了这种“毒素海绵”蛋白质，使它们能够抵抗从食物中获取的致命的蛤蚌毒素和生物碱毒素。

加州地松鼠似乎也使用类似的技巧来防御响尾蛇的毒液，这种毒液是由数十种毒素组成的混合物，会破坏血管壁、阻止血液凝固等。地松鼠的血液中含有能阻断其中一些毒素的蛋白质——就像响尾蛇自己用来保护自己的蛋白质一样，以防毒液从其专门的毒腺中泄漏出来。不同蛇群的毒液成分不同，密歇根大学的进化生物学家马修·霍尔丁有证据表明，地松鼠的抗毒混合物是为了匹配当地的蛇而量身定制的。

这种防御并非无懈可击。霍尔丁说，响尾蛇一直在进化出新的毒液来克服松鼠的防御，而且即使是响尾蛇，如果注射了足够多的自身毒液也会死亡。

这就是为什么即使是具有抗性的动物，也会尝试在第一步就避免接触毒素。因此，地蛇会有拖猎物的行为，一些海龟只食用有毒蝾螈的腹部皮肤和内脏，而不吃致命的背部皮肤。即使是对强心苷具有抗性的帝王蝶幼虫，在进食植物之前，也会咬破马利筋植物的叶脉，排出有毒液体。

许多动物还找到了安全储存它们所摄入的有毒化学物质并将其用于自身目的的方法。例如，彩虹叶甲从其宿主植物中获取强心苷，然后——可能通过ABCB转运蛋白——将它们输送到背部进行自我防御。“当你以某种方式惹恼这些甲虫时，你会看到它们的鞘翅（背部表面）上出现小液滴。”多布勒说。

通过这种利用毒素的方式，一些昆虫变得依赖它们的宿主植物生存。帝王蝶和马利筋植物之间的关系就是一个典型的例子——也是这种相互关联的联系可能产生深远影响的一个典型例子。在2021年的一项研究中，加州大学伯克利分校的进化生物学家和遗传学家诺亚·怀特曼及其同事发现了四种已经进化出对强心苷耐受性的动物，这使它们能够以帝王蝶为食。其中一种是黑头蜡嘴雀，这种鸟在墨西哥山顶的冷杉森林里捕食帝王蝶，而帝王蝶会飞到南方过冬。

怀特曼说，想想看，一种在安大略省草原的马利筋植物中合成的毒素，竟然帮助塑造了一种鸟类的生物学特征，使其能够在数千英里外的森林里安全觅食。“这太神奇了，”他说，“这个小分子的旅程，以及它对进化的影响。”

动物的抗毒生存策略千奇百怪，从主动去毒到利用毒素自卫。你还知道哪些生命力顽强的动物？评论区分享你的知识，关注我下期带你探索更多自然界的生存奇迹。

来源：悠悠趣闻