蛋白质|毒素靠进食获取,200微克可杀十人,为什么箭毒蛙吃了不会毒死自己?


蛋白质|毒素靠进食获取,200微克可杀十人,为什么箭毒蛙吃了不会毒死自己?
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蛋白质|毒素靠进食获取,200微克可杀十人,为什么箭毒蛙吃了不会毒死自己?
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蛋白质|毒素靠进食获取,200微克可杀十人,为什么箭毒蛙吃了不会毒死自己?
毒液或毒素是有毒动物进行捕食或防御的一种手段 , 这是它们经过数百万年进化而来的能力 。 如果讨论哪种动物是最毒的话 , 其实很难分得清 。 但毫无疑问 , 生活在中美洲和南美洲的热带雨林中的箭毒蛙 , 绝对是世界上最毒的动物之一 。 仅一只箭毒蛙所拥有的毒素 , 就能杀死10个成年男子 , 而且目前还没有任何解药 。
有趣的是 , 这些毒青蛙并不是天生就有毒 , 而是它们通过吃昆虫和其他节肢动物来获得有毒化学物质 。 那么问题来了 , 既然这种毒素如此致命 , 为什么毒青蛙吃了它自己不会被毒死呢?它们这种避免自体中毒的能力曾一直困扰着科学家们很长一段时间 。

我有毒 , 不要吃我!
箭毒蛙 , 即箭毒蛙科(Dendrobatidae)下170种物种的统称 , 主要分布在中美洲和南美洲的热带雨林中 , 主要特征是它们五颜六色的身体和身上携带致命毒素 , 并非每一种都有毒 。 它们大多数体型都非常小 , 最大的金色箭毒蛙也只有5.5厘米 。
与许多其他两栖动物不同 , 箭毒蛙是昼夜活动的 , 这意味着它们在白天最活跃——就像我们人类一样 。 这对于青蛙来说是极为罕见的 , 因为大多数青蛙物种都是夜间活动的 。
众所周知 , 箭毒蛙是世界上最毒的两栖动物之一 , 但它们并不以此作为攻击手段 。 相反 , 它起到了威慑作用 , 它们鲜艳的身体基本上告诉潜在的掠食者“我有毒 , 不要吃我 。 ”
这意味着箭毒蛙属于警戒动物的范畴 , 这意味着它们具有一定的特征 , 可以阻止潜在的捕食者 。 其他警戒性动物包括拥有强大的气味腺的臭鼬 , 以及拥有令人难以置信的变色皮肤警告过往的掠食者、海洋中最毒的生物之一的墨鱼 。 另外和热带雨林的许多其他生物不同 , 它们依靠伪装来防御和狩猎 , 箭毒蛙希望被看到——并且最好避免 。 它们有各种各样的鲜艳色彩和图案 , 确保它们在森林家园的绿色树冠中脱颖而出 。
箭毒蛙的毒性有多强?
如上文所说 , 并非所有的箭毒蛙都是有毒的 , 但那些有毒的箭毒蛙拥有的毒素往往都是剧毒 。 以毒性最大的金色箭毒蛙为例 , 一只野生金色箭毒蛙身上含有700到1900微克的毒素 , 其中一小部分——200微克或更少——足以杀死20000只老鼠或 10个成年人 。
ps:金色箭毒蛙身上的毒素对小鼠的皮下注射为0.002mg/kg , 比世界上其他动物毒液的LD50皮下毒性都要强数倍 , 比河豚毒素还要毒5倍 。 提纯毒性后 , LD50为0.00001-0.00002mg/kg , 是世界上第二毒的陆栖蛇类、澳大利亚东部拟眼镜蛇组织毒素(Textilotoxin)的100倍 。
研究发现 , 金色箭毒蛙会分泌一种叫蟾毒素(batrachotoxin , BTX)的毒素以及一些双环的生物碱 , BTX毒素会破坏钠离子通道(动物体内最重要的生理功能之一) , 而且过程是不可逆的 。 举个例子 , 当您的大脑向身体发送神经信号时 , 它会通过生物电发送这些信号 。 这些信号将指令传送到身体的各个部位 , 例如让你的四肢告诉它们移动 , 传给肌肉告诉它们收缩等等 。 这些电信号是通过带正电的离子(例如钠)流入带负电的细胞而实现的 , 同时通道打开和关闭以产生电流来运行我们的大脑 。
而BTX会使离子通道保持打开状态 , 导致带正电荷的离子自由流动进入细胞 , 造成离子的流失 , 从而影响神经、肌肉和心肌的功能 , 从而导致中毒者死亡 。 换句话来说 , 如果你吞下一只箭毒蛙 , 你会马上挂掉 。
为什么箭毒蛙不会毒死自己?
箭毒蛙之所以曾一直困扰着科学家 , 原因就是它们的毒素不是自己合成的 。 即箭毒蛙本身不会产生毒素(人工圈养的箭毒蛙是无毒的) , 而是从食物中摄取到含毒的物质 , 然后储存到皮肤上的毒腺 。
研究观察显示 , 箭毒蛙以小型昆虫为食 , 包括:蚂蚁、果蝇、甲虫、蚜虫和马陆等 , 长年累月下可获取高达800种以上的生物碱类毒物 。 其中一种最强大的生物碱是地棘蛙素 , 约0.065克的量就足以杀死一个人 。 但这项发现又引发了另一个有趣的问题:箭毒蛙如何避免自己被累积的生物碱所毒害呢?