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为什么箭毒蛙不会毒死自己?

科普小知识2022-10-22 10:04:40
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为什么箭毒蛙不会毒死自己?

很难说哪种动物是世界上最毒的,但毫无疑问,原产于哥伦比亚的金色皮肤的毒蛙(也叫金箭蛙)就是其中之一。但是为什么他们的毒素没有伤害他们自己呢?

这只箭蛙有金色的皮肤,看起来非常可爱,但是它的皮肤腺体里有一种生物碱毒素——箭蛙毒素,这些毒素的含量平均足以杀死十个人。如果毒素进入你的血液,你可能活不了十分钟。

目前,还没有找到解毒剂,已知只有一种蛇能抵抗这种箭蛙毒素。

然而,箭蛙本身不会合成这种毒素。当我们把这些箭蛙关在笼子里,而不是让它们在自然环境中繁殖时,它们是完全无害的。这提醒我们箭蛙就像有毒的河豚,它们的毒素来自食物。

那么,他们为什么不自杀呢?为了解决这个问题,纽约州大学(SUNY)的相关研究人员对老鼠进行了研究。

研究人员发现,箭蛙毒素可以打开神经细胞上的钠离子通道,而且这一过程是不可逆的,因此它可以永久阻断神经信号向肌肉细胞的传递,导致肌肉持续紧张和无法放松。心脏更容易受到冲击,最终导致心力衰竭和死亡。

河豚毒素通过影响钠离子通道的正常工作也是有毒的,但其机制与箭蛙毒素略有不同。对于河豚鱼本身,其钠离子通道因单一氨基酸突变而改变,导致河豚毒素不能正常识别钠离子通道,因此河豚毒素对河豚鱼本身无害。

研究人员肖-王亚和金阔发现了保护青蛙免受病毒侵害的突变氨基酸。

首先,他们在金箭蛙的肌肉中发现了五种天然氨基酸替代品,并在老鼠的肌肉中进行了测试。当小鼠的五种氨基酸被箭蛙的突变氨基酸取代时,小鼠的肌肉完全能够抵抗箭蛙毒素。

为了找出是哪种氨基酸突变在起作用,研究人员的下一步是逐一替换和消除这五种氨基酸。最后,发现除了n 1584 t外,没有一个能保持对箭蛙毒素的抗性。在这次突变中,天冬酰胺被苏氨酸取代。

纽约州立大学研究小组的结果显示,像河豚一样,箭蛙对自身毒素的抵抗力主要来自单一基因突变。在此之前,哈佛研究小组进行的一项研究表明箭蛙对自身毒素的抵抗力源于多种因素。

虽然箭蛙毒素的神秘看起来更清楚,但这并不意味着我们能找到解药。河豚毒素没有已知的解毒剂。这项研究的目的是发现这种基因突变,让因自身毒素而濒临灭绝的青蛙存活下来。

研究的结论部分写道:“金箭蛙肌肉的钠离子通道中存在有效的核糖核酸1.4-1584T取代,导致箭蛙毒素几乎不能发挥其正常作用,因此箭蛙具有自动的毒素抗性。我们的实验结果为这一结论提供了有力的支持。”

“如果这种突变反向发生,青蛙对毒素还有一定程度的抵抗力吗?正如我们所怀疑的,箭蛙对毒素的自动抵抗不是天生的,而是随着进化而逐渐增强的。当然,这值得进一步研究。”

这项研究发表在《美国科学院杂志》上。

蝌蚪工作人员编译科学警报,翻译阳光,转载必须授权