一天,還是一名大學(xué)生的查爾斯·達(dá)爾文在樹(shù)木中觀察動(dòng)植物。這位初出茅廬的博物學(xué)家從一棵樹(shù)上撕下一些老樹(shù)皮后,發(fā)現(xiàn)了兩只稀有的甲蟲(chóng),便一手捉一只。這時(shí),他又發(fā)現(xiàn)了第三只,這么稀有的甲蟲(chóng),他想多捉幾只回去仔細(xì)研究研究。于是,他把手上的一只放進(jìn)嘴里,暫時(shí)存放一下,騰出這只手去抓樹(shù)上那只。此時(shí),他突然感覺(jué)到一股滾燙的苦液噴到自己的舌頭上,疼得他兩眼冒金星。
攻擊達(dá)爾文的是只射炮步甲,它噴出的是高達(dá)100℃的有毒液體,具有強(qiáng)烈的腐蝕性。像這一類(lèi)身懷劇毒的動(dòng)物還有箭毒蛙、水母、蠑螈、毒蛇等,毒素是它們保護(hù)自己或者捕捉獵物的武器。那么,這些動(dòng)物自己是如何避免被自己的毒素所傷害呢?它們有兩種避毒策略:一是隔離存放,二是進(jìn)化出抗毒性能。
安全地儲(chǔ)存毒液
射炮步甲、水母和毒蛇都采用第一種策略。
在射炮步甲體內(nèi),有兩個(gè)分別獨(dú)立的腔室,各盛放著一種化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)甲蟲(chóng)受到威脅時(shí),兩個(gè)腔室的閥(fá)門(mén)會(huì)同時(shí)打開(kāi),兩種化學(xué)物質(zhì)流出并結(jié)合在一起,瞬間發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生具有強(qiáng)烈腐蝕性的高溫噴霧。
水母身體中有刺細(xì)胞,會(huì)把毒液安全地包裹在刺細(xì)胞里的刺絲囊中,刺絲囊發(fā)射刺絲,將毒液注入獵物或捕食者體內(nèi)。
而毒蛇則把毒液儲(chǔ)存在頭部的一個(gè)隔間中,這個(gè)隔間只有一個(gè)出口——牙齒,當(dāng)它咬住獵物時(shí),毒液從牙齒流入獵物的身體中。
身體自帶解藥
毒蛇也采用第二種避毒策略:自帶生化抗性。例如,響尾蛇會(huì)制造特殊的蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)能與血液中的毒素結(jié)合,消除毒性。
箭毒蛙是劇毒之王,有的箭毒蛙一只所含有的毒素可以致10個(gè)成年人死亡。它們的毒素并非自己產(chǎn)生的,而是來(lái)自于它們獵食的小型動(dòng)物,如螨蟲(chóng)、螞蟻。這些動(dòng)物體內(nèi)含有一種叫“生物堿”的物質(zhì),這種物質(zhì)在箭毒蛙體內(nèi)累積,并在它捕獵時(shí)釋放到獵物體內(nèi)。那么,為什么箭毒蛙不會(huì)中生物堿的毒呢?
我們可以把生物堿能影響的生物分子想成一個(gè)鎖,而生物堿是一把鑰匙,當(dāng)用這把鑰匙開(kāi)鎖時(shí),會(huì)啟動(dòng)一連串的生化反應(yīng),導(dǎo)致生物體癱瘓、休克,最終死亡。
但是,如果你換了一把鎖,原來(lái)的鑰匙也就失去了作用。而箭毒蛙就是這樣讓自身的基因發(fā)生了改變,相當(dāng)于換了鎖,以至于生物堿無(wú)法開(kāi)啟以上的生化反應(yīng)過(guò)程。
防毒和放毒的軍備競(jìng)賽
這種對(duì)毒素的抗性不僅存在于分泌毒素的動(dòng)物體內(nèi),也存在于那些獵食有毒動(dòng)物的捕獵者體內(nèi)。襪帶蛇的獵物包括蠑螈,而蠑螈帶有神經(jīng)毒素,于是,襪帶蛇進(jìn)化出了相應(yīng)的抗毒性。這意味著,只有毒性最強(qiáng)的蠑螈才能在生存競(jìng)爭(zhēng)中存活下來(lái);而對(duì)襪帶蛇而言,只有抗性最強(qiáng)的個(gè)體才能在飽肚的同時(shí)不被毒死。這就像一場(chǎng)軍備競(jìng)賽,兩個(gè)敵對(duì)物種不停升級(jí)自己的對(duì)抗能力。
這種“軍備競(jìng)賽”在自然界中廣泛存在。例如,蚱蜢鼠通過(guò)其神經(jīng)系統(tǒng)的基因改變,可以抵抗蝎子的毒液;
角蜥擁有專門(mén)的血漿,抵抗收獲蟻的毒刺;
海蛞蝓吃水母的刺細(xì)胞時(shí),用黏液中的化合物阻止毒素與身體發(fā)生反應(yīng),并將毒素用作自己的防御武器;
蟾蜍(chán chú)吞食射炮步甲幾小時(shí)之后會(huì)把它吐出來(lái),不僅甲蟲(chóng)還活得好好的,蟾蜍竟然也會(huì)在胃部被甲蟲(chóng)那強(qiáng)腐蝕性溶液噴射后存活,這種噴霧可把達(dá)爾文折磨得夠嗆。蟾蜍和射炮步甲究竟如何做到這一點(diǎn),至今還是一個(gè)謎。
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