五线箭毒蛙(Adelphobates quinquevittatus)坐在雨林地上的一片叶子上 。也有人称它为亚马逊箭毒蛙或玛代拉河箭毒蛙 。PHOTOGRAPH BY WILD HORIZONS, UIG, GETTY IMAGES
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Atelopus spumarius 。PHOTOGRAPH BY RODRIGO BUENDIA, AFP, GETTY IMAGES
黄带箭毒蛙(Dendrobates leucomelas)身上的花纹,每一只个体都不太一样 。这种毒蛙的叫声也很响亮 。PHOTOGRAPH BY AUSCAPE, UIG, GETTY IMAGES
视频:在亚马逊雨林中发现的新种箭毒蛙 。2017年1月18日,在秘鲁亚马逊雨林深处,雪莉.珍妮佛.塞拉诺.罗哈斯(Shirley Jennifer Serrano Rojas)在马努生物保护区(Manú Biosphere Reserve)听到一阵不熟悉的青蛙叫声 。后来沿着叫声发现了新种箭毒蛙 。
据美国国家地理(撰文:Michael Greshko 编译:陈军名):箭毒蛙为什么不会毒死自己?有些青蛙的神经系统能抵抗比吗啡还强大200倍的毒素 。它们到底怎么办到的?
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在南美洲的丛林里,箭毒蛙身上所带的毒素,其强度是吗啡的200倍 。虽然毒素是对付天敌的致命武器,但为什么对箭毒蛙本身却没有影响?
根据一项新的研究发现,箭毒蛙的神经系统随着时光演变后,才获得了抗毒能力 。这是生物演化上的绝佳例子 。
德州大学奥斯汀分校生物学家 , 同时也是国家地理学会赞助学者的蕾贝卡.塔文(Rebecca Tarvin)说:「我一直想了解大自然中的生物是如何获得神经毒素的,因为这类动物需要重组其神经系统,而这看起来实在不太像是动物演化时会发生的事 。」
钻研神经系统
箭毒蛙实际上没有分泌毒素的能力,而是靠吃下螨和蚂蚁而获得 。外表的艳丽体色,是在警告任何掠食者,可别笨到来咬一口 。
像蛇与蝎子这类掠食者,它们在使用毒液捕捉猎物时,毒液必须透过创伤进入猎物的身体内才能发挥作用 。掠食者的毒素并不一定要马上杀死猎物,相对的,它们普遍用毒素来麻痹猎物 。
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不过,不管是掠食者还是猎物,它们都需要能快速发挥作用的毒素,使对象失去行动能力 。因此,神经系统就成为毒液攻击的首要目标 。
事实上,动物界中许多极其可怕的毒素,就是以瘫痪神经系统为手段 。有些箭毒蛙身上带有一种类似吗啡的化合物 , 称为epibatidine,其作用机制就与乙醯胆碱这种化合物类似,可以在神经细胞之间传递讯号 。由于epibatidine的效率极高,因此会干扰乙醯胆碱的作用,造成神经系统许多问题,毒性大到只需要一只毒蛙的epibatidine,就可以杀死一头水牛 。
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另外,自然界中有些毒蝾螈,身上则带有河豚毒素(tetrodotoxin),这类毒素会把生物神经传导时所使用的离子通道阻塞住,以截断神经的电流讯号 。
维吉尼亚大学的生物学家兼毒物专家,同时也是这篇论文的审阅者布奇.布洛迪(Butch Brodie)表示:「这就像把某个脆弱地方的电线剪断一样,只是用不同的工具剪断而已 。」
天生不怕毒
但是,箭毒蛙到底是怎么开始使用这种毒素的?根据塔文和同事最近发表在《科学》期刊上的结果显示,这类使用epibatidine的箭毒蛙经过DNA定序后,发现它们乙醯胆碱受体的形状与正常的受体在结构上有小小的不同 。
就遗传学上来说,受体形状的变化必须非常细微 。因为乙醯胆碱和epibatidine在受体上的结合位置是一样的 。所以,如果突变让受体的形状改变太多,乙醯胆碱将无法正常与受体作用来传递神经讯号 。
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