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生活中的小秘密》

为什么有毒的动物不会死于它们自己的毒素?

甲丑角箭毒蛙(Oophaga histrionica)。箭毒蛙是世界上最毒的动物之一 - 所以,他们已经开发技巧,以避免中毒自己。
甲丑角箭毒蛙(Oophaga histrionica)。箭毒蛙是世界上最毒的动物之一 - 所以,他们已经开发技巧,以避免中毒自己。 (图片来源:罗纳德·帕特里克,Getty Images)

世界上一些最毒的动物是小的,五颜六色的青蛙被称为毒箭蛙,属于石蛙科,生活在中美洲和南美洲的雨林中。一只青蛙携带的毒液足以杀死10个成年人。有趣的是,这些青蛙并不是天生有毒的——它们通过吃昆虫和其他节肢动物获得了有毒的化学物质。

但如果这种毒药是致命的,为什么青蛙吃了它自己没有死呢?

加州大学旧金山分校心血管研究所(University of California San Francisco's Cardiovascular Research Institute)的研究员法耶尔·阿卜杜尔曼-阿里(Fayal Abderemane-Ali)说,长期以来,科学家们一直对这些青蛙避免自我中毒的能力感到困惑综合生理学杂志,探讨这一现象。

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在这篇新论文中,研究人员研究了毒蛙属Phyllobates它使用了一种叫做batrachotoxin的毒素,这种毒素通过破坏运输离子进出细胞-身体最重要的生理功能之一。当你的大脑将信号发送到身体时,其经由电力发送。这些信号携带指令到身体部位,例如四肢告诉他们移动,肌肉他们告诉合同,并以告诉它去泵。这些电信号是由于带正电荷的离子(如钠离子)流入带负电荷的细胞而产生的。离子通过被称为离子通道的蛋白质门进出细胞。当这些离子通道被破坏时,电信号就无法在体内传递。

Batrachotoxin使离子通道保持开放,导致带正电的离子的自由流动流进入细胞,Abderemane - 阿里告诉直播科学。vwin电子竞技如果这些都无法关闭,整个系统失去其传输电信号的能力。

Abderemane-Ali说:“我们需要这些通道的打开和关闭来产生运行我们大脑或心脏肌肉的电力。”如果通道保持开放,“就没有心脏活动,就没有神经元活动或收缩活动。”

基本上,如果你摄入了其中一只青蛙,你就会马上死去。

那么,这些青蛙和其他有毒动物是如何避免遭受同样的命运的呢?Abderemane-Ali说,有毒动物有三种防止自身中毒的方法。最常见的是一种基因突变,它会轻微改变毒素的目标蛋白质——钠离子门的形状,使其不再与蛋白质结合。例如,一种毒蛙叫做箭毒蛙属红花的Azureus携带一种叫做埃巴替丁的毒素,它能模仿一种叫做乙酰胆碱的有益信号化学物质。根据2017年发表在该杂志上的一项研究科学在美国,这些蛙类的乙酰胆碱受体进化出了适应能力,略微改变了受体的形状,使它们能够抵抗毒素。

另一种策略,通过有毒动物的天敌使用时,要摆脱从身体完全毒素的能力,Abderemane - 阿里说。这个过程不一定是一样的避免自体中毒,这只是另一种方式是动物避免被东西吃中毒。

第三个策略被称为“削减”。

阿德贝尔曼-阿里说:“动物将发展出捕捉(或)吸收毒素的系统,以确保毒素不会对动物造成问题。”

在Adberemane - 阿里的研究,他克隆的钠离子通道从Phyllobates用毒素治疗青蛙。他惊讶地发现钠离子通道对毒素没有抵抗力。

“这些动物应该是死了,” Abderemane - 阿里说。因为青蛙钠离子通道没有抵抗毒素的破坏性影响,青蛙应该不能用这种毒素在他们的身体才能生存。

基于这些结果,Abderemane阿里怀疑这些青蛙是最有可能采用通过使用一些他所谓的避免自体中毒的封存战略“蛋白海绵。”青蛙可能产生可吸干毒素,并抓住它,这意味着毒素从未有机会在第一时间到达那些脆弱的蛋白通道的蛋白质。

美国牛蛙(Rana catesbeiana)也使用封存,Abderemane - 阿里说。这些青蛙产生一种叫做saxiphilin蛋白,它可以结合并阻断毒素石房蛤毒素。Saxiphilin目前正在研究作为引入到我们的水通过供应潜在的解决方案,以中和毒素有害藻华

最初发表在Live Science上。vwin电子竞技

乔安娜温德尔

乔安娜·温德尔(JoAnna Wendel)是一名居住在俄勒冈州波特兰市的自由科学作家。她主要报道地球和行星科学,但也热爱海洋、无脊椎动物、地衣徳赢电子竞技和苔藓。JoAnna的作品发表在Eos, Smithsonian杂志,Knowable杂志,Popular Science等杂志上。乔安娜也是一名科学漫画家,曾在Gizmodo、NASA、学生科学新闻等网站发表漫画徳赢 pk10和更多。她从俄勒冈大学毕业,一般科学学位,因为她不能在她最喜欢的科学领域做出决定。在闲暇时间,乔安娜喜欢徒步旅行,阅读,画画,做填字游戏,并挂出她的猫,煎饼。