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机灵箭毒蛙 毒人不毒己

gecimao 发表于 2019-03-12 12:17 | 查看: | 回复:

  从前有只箭毒蛙,它色彩斑斓,身躯小小,黏糊糊。它生活在厄瓜多尔的一个香蕉种植园里,自由又自在。一天,一个不小心,它落入网中,被送进了实验室。

  箭毒蛙通常体型很小,最小的只有1.5厘米,最大的也不过6厘米。它们有着鲜艳颜色的皮肤,有的箭毒蛙身上还有色彩搭配得当的斑点,被称作“世界上最美丽的蛙”。但是,自然界中的美丽往往象征着危险。科学研究表明,这些小小的、美丽的箭毒蛙有着剧毒,其中有一种箭毒蛙叫“黄金箭毒蛙”,身体中所含毒素可以致死10个成年人,它们也因此被称为“世界上最毒的动物”。

  箭毒蛙生活在中美洲和南美洲,土著居民会用特殊的方式将毒液涂到箭上,用于捕猎,涂了毒液的箭能够保持一年的毒性。这也是它们被叫做“箭毒蛙”的原因。

  但是后来研究发现,人工饲养的箭毒蛙是无毒的,只有那些野生的才身怀剧毒。这说明箭毒蛙也许并不是天生剧毒,那么它们的毒素是从哪里获得的?

  既然毒素不是先天获得,那么只可能是后天某种条件使箭毒蛙变为剧毒的。影响生物生存的最主要的因素就是生存环境了,有没有可能是箭毒蛙的生存环境造就了它们?研究人员经过长期的观察研究,判定箭毒蛙的毒素来源于它们的食物。

  箭毒蛙以蚂蚁为食。美洲丛林里的植物为了保护自己会生成有毒的生物碱。蚂蚁以这些植物为食,自然会摄入这些生物碱,但蚂蚁吃下少量的生物碱并无大碍。并且,它们还能够自身合成有毒的生物碱。箭毒蛙吃了蚂蚁之后,能将蚂蚁体内的生物碱储藏在自身的腺体中,化为己用。这也就解释了为什么人工养殖的箭毒蛙并没有毒。

  为了进一步证实这一结论,研究人员将美洲箭毒蛙带到了夏威夷群岛上,之后发现生活在夏威夷群岛上的箭毒蛙体内的有毒生物碱和美洲箭毒蛙并不相同。并且,给箭毒蛙喂食不同的蚂蚁,它们体内的毒素也会不相同。

  除此之外,研究人员还发现野生的箭毒蛙妈妈会给箭毒蛙宝宝喂自己的毒液,这样小箭毒蛙即使不能够自己捕食蚂蚁也变得有毒了。

  原来,在人体的神经传导过程中,有一种叫乙酰胆碱的神经递质会与神经元上的烟碱乙酰胆碱受体结合,引起神经元的兴奋。然而,箭毒蛙能分泌一种叫地棘蛙素的生物碱,人体接触到地棘蛙素后,由于它与神经元上的烟碱乙酰胆碱受体亲和性非常高,高于乙酰胆碱,所以烟碱乙酰胆碱受体会优先与地棘蛙素相结合。这样就会阻碍神经传导,从而导致高血压、抽搐甚至死亡。

  然而研究人员却发现,箭毒蛙体内,与烟碱乙酰胆碱受体结合的是乙酰胆碱而不是地棘蛙素。这是为什么呢?

  原来箭毒蛙的烟碱乙酰胆碱受体发生了微小的基因突变。说来话长,原来箭毒蛙合成烟碱乙酰胆碱受体的某一个氨基酸发生了3次突变,结果导致烟碱乙酰胆碱受体对地棘蛙素和乙酰胆碱都不亲和,也就是说不再与这两者相结合。这次突变虽然使得箭毒蛙不会毒死自己,但同时也会因为不能与乙酰胆碱这种神经递质相结合而变得迟钝,这对箭毒蛙的生存是不利的。后来,又有1个氨基酸突变了,这次突变后,烟碱乙酰胆碱受体恢复了对乙酰胆碱亲和,箭毒蛙既不会毒死自己也不会迟钝了。不得不感叹一声,箭毒蛙真机智!

  由于地棘蛙素能够优先与受体结合,阻断神经递质的传播,从而阻断电信号的传播,这与某些药物的镇痛原理相同。在小鼠的实验中,小鼠对地棘蛙素产生了与吗啡类化合物同样的镇痛作用,并且镇痛活性是吗啡类化合物的200~500倍。最重要的是,小鼠不会对地棘蛙素成瘾。人体与小鼠一样,疼痛和成瘾作用于同一受体,所以人体应该与小鼠一样,不会对地棘蛙素成瘾。这为研制出不成瘾镇痛药物提供了可能。遗憾的是,地棘蛙素有剧毒,实验中稍微过量都会导致小鼠惊厥甚至死亡,在实践中剂量更难控制,所以地棘蛙素并没有真正被开发为新的药物。

  但是破解了箭毒蛙为什么毒不死自己的密码之后,科学家们有了新的制药灵感。箭毒蛙的基因突变明显是朝着对自己有益的方向,而这种突变只是源于氨基酸小小的变化。如果能够进一步理解微小的变化如何影响受体的行为,就能够为制药开辟新的思路。也许在不久的将来,新型的不成瘾镇痛药物就会出世,并且对人体无毒害作用。

  大自然总能带来奇迹,也会常常给我们以启发。小小的箭毒蛙就有着神奇的魅力,靠近它们,就能发现一些生命的秘密。

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