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神奇策略!毒箭蛙等生物进化出了一种惊人的方式,可以避免它们自己中毒

前瞻网    2021-08-10 14:55

给自己涂上致命的毒药,是阻止捕食者戏弄你和你的表亲的好方法。然而,这个天才计划有一个巨大的缺陷——它让你全身上下都沾满了致命的毒药。

由于有毒化合物通常会通过锁定酶或受体来造成严重破坏,避免自食其果的一个聪明方法是简单地进化出一套新的“锁”,来锁住自己身上的致命钥匙。

但这似乎不是进化为鸟类和两栖动物选择的方法,它们会产生一种叫做蟾毒素(batrachotoxin)的物质。

神奇策略!毒箭蛙等生物进化出了一种惊人的方式,可以避免它们自己中毒

来自加州大学旧金山分校、斯坦福大学和加州科学院的研究人员提出,这些动物可能会通过依赖一种蛋白质来吸收毒素,从而保护自己免受毒素的影响。

这一发现不仅告诉我们一些关于有毒防御策略进化的事情,而且可能有助于激发新的有毒物质解毒剂。

蝙蝠毒素是一种神经毒素,来源于某些甲虫产生的生物碱。这种生物碱,对巴布亚新几内亚的少数鸟类(如Pitohui)和哥伦比亚热带森林特有的各种毒箭蛙没有影响。事实上,食用甲虫只是给它们一种有毒的刺激。

这是一种黄金毒蛙,它可以通过皮肤上的腺体挤出大约一毫克的蝙蝠毒素。这听起来可能不多,但足以让十几个人毙命。

需要担心的不仅仅是人类。由于这种毒素通过与控制神经冲动的钠通道结合起作用,它几乎杀死所有有神经和心跳的东西。

但它为什么对毒箭蛙或巴布亚鸟没有影响?没有阻断它们体内的钠通道?

事实上,之前的研究甚至已经确定了可能是免疫背后的候选突变。研究小组开始通过克隆和研究在鸟皮托辉(Pitohui uropygialis meridionalis)和两种毒箭蛙(一种携带蝙蝠毒素,另一种携带类似毒素)身上发现的电压门控钠通道来填补这一知识空白。

他们很快发现,钠通道中的候选变体实际上保护作用很差。它不仅不能提供高度的抵抗,甚至不能在他们的神经中作为钠通道正常工作。

回到原点,研究人员得出结论,一定有什么东西在瞄准钠通道之前拦截了有毒分子。因为即使给青蛙注射毒素,它们似乎也没有受到影响。

这样的发现也不是前所未有的。Minor之前发现美国牛蛙(Rana catesbeiana)产生的蛋白质可以抵抗蓝细菌产生的致命神经毒素。

这些隔离策略可能不仅提供了一种一般的毒素保护手段,还可能在安全运输和集中毒素到关键防御器官(如皮肤)的途径中起作用。了解这些途径可能有助于发现对抗各种有毒物质的解毒剂。

这项研究发表在《普通生理学杂志》(Journal of General Physiology)上。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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