大家好啊,今天問大家一個很有趣的繞口令,請問用箭毒蛙的毒毒箭毒蛙,箭毒蛙會被箭毒蛙的毒毒死嗎?或者說,箭毒蛙體內的毒,會把它自個兒毒死嗎?
回答這個問題前,我們先來了解一下箭毒蛙的毒是什麼?它又是如何致死的?
首先啊,並不是所有箭毒蛙都具有毒性,帶毒的主要是那些長著“花哨”外表的種類,比如金色箭毒蛙、藍色箭毒蛙、幽靈箭毒蛙等,而顏色呈綠色或褐色的蛙一般毒性很低甚至無毒,不過,對於這些箭毒蛙而言,“劇毒”並不是它們的主要攻擊手段,更像是一種威懾作用,透過體表鮮豔的顏色警告捕食者“最好別來惹我”。
箭毒蛙的毒性來源於身體表面各部分毒腺分泌的生物鹼,也被稱為箭毒蛙毒素[(-)-batrachotoxin, BTX],這是一種甾(zāi)體類生物鹼,主要作用於生物體內的心臟和神經系統,透過破壞門控鈉離子通道,不可逆地迫使鈉離子通道持續保持異常“啟用”狀態,從而使神經系統失去傳遞電訊號的能力,最終導致麻痺和心力衰竭,直至死亡。
這麼來說吧,毒素入侵的過程就相當於皇帝讓信使去往前線傳遞某個重要命令,結果信使半路被殺了,命令自然無法達到,前線未收到命令被敵人殺得潰不成軍,最終被攻下皇城。
而箭毒蛙毒素的毒理表現有多猛呢?其對小鼠半數致死量LD50為2μg/kg(半數致死量是描述有毒物質或輻射毒性的常用指標,LD50數值越小代表毒性越強,反之則毒性越弱),僅需要0.1毫克的量就可以殺死一名成年人,不過大家也不必過於擔心,因為這種毒素需要進入到身體內部才能發揮作用,只要不作死生吃它們或者被直接觸碰到傷口,那麼就不會有太大的危險,畢竟老早之前,印第安人就學會使用箭毒蛙的毒素來製作毒箭了。
那麼回到正題,箭毒蛙會被自己體內的毒毒死嗎?答案當然是不會,其實從某種程度上而言,它們也屬於“受害者”,因為箭毒蛙的毒素是透過吃其他昆蟲如螞蟻慢慢富集在體內的,換而言之,它們並不是不會中毒,而是擁有了對抗體內毒素的能力。
一般情況下,對抗毒素的方式大多分為三種,第一種是最常見的基因突變,其原理是改變毒素靶蛋白的形狀,讓毒素無法與蛋白質結合。在2017年《科學》雜誌上發表的一項研究發現,毒蛙的體內毒素模仿了乙醯膽鹼(一種傳出神經系統遞質,可與乙醯膽鹼受體結合發揮功能),從而佔用了乙醯膽鹼受體的結合位點,也就是說,毒素使得原本乙醯膽鹼的電訊號無法傳輸出去,但毒蛙的乙醯膽鹼受體發生了突變,其中一個單一的氨基酸被取代,從而改變了乙醯膽鹼受體的構型,降低了乙醯膽鹼受體對毒素的敏感性,不得不說,這一手真是妙啊。
第二種一般是針對以有毒動物為食的捕食者,既然吃的東西里面有毒,那麼在體內弄個解毒藥出來,這毒素不就迎刃而解了,比較典型有的狐獴、平頭哥(蜜罐)等。
第三種是“隔離”,原理也很好理解,即動物在體內將毒素進行隔離,不讓它擴散到身體其他地方。最新發表在J Gen Physiol 上的一項研究揭示了這一方法,研究人員在美國牛蛙上發現它們能產生一種叫做親蛤蚌毒素蛋白的蛋白質,它可以結合並阻斷石房蛤毒素(也稱貝類毒素,是海洋生物中毒性最強的麻痺毒素之一),讓它無法去“禍害”其他的蛋白質。
而研究人員從一種葉毒蛙(箭毒蛙科)的蛙類中克隆出了鈉離子通道,並使用毒素處理,結果發現毒素如摧枯拉朽一般攻下了鈉離子通道,正常來說,青蛙應該無法在體記憶體在毒素的情況下生存。因此研究人員推測,這些青蛙很可能與美國牛蛙一樣,是採用“隔離”的方式在體內產生了一種蛋白質來吸收毒素並穩住它們,這樣毒素從一開始就沒有機會到達那些“不堪一擊”的蛋白質通道。
DOI:10.1085/jgp.202112872
https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.aan5061
https://www.livescience.com/why-poisonous-animals-dont-poison-themselves.html
https://news.mongabay.com/2005/08/study-discovers-why-poison-dart-frogs-are-toxic/#study
羅佗平. 高氧化態甾類天然產物的全合成——箭毒蛙毒素[C]// 中國化學會第八屆天然產物全合成青年學術研討會. 2019.
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魚魚 中國科普作家協會優秀科普作品銀獎獲得者,清蒸魚頭、麻辣魚頭等各種魚頭愛好者。
排版| 弢弢
稽核 | 六朵 蒼翼蝴蝶 淡定珠子
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