有毒动物为何不会中毒

李忠东

最毒不过箭毒蛙

南美洲的巴西、圭亚那、哥伦比亚，以及中美洲的热带雨林中，生活着一种箭毒蛙。这种蛙体形很小，最小的仅有1.5厘米，个别种类也可达到6厘米。箭毒蛙外表鲜明多彩，同时也是世界上最毒的两栖动物。箭毒蛙体内的致命毒液释放出0.2微克可以毒死一只老鼠，释放出0.1毫克则可以毒死一个人，一只箭毒蛙携带的毒液足以致10个成年人死亡。那些捕食箭毒蛙的动物，即使舌头沾上一点点毒液，也会在几分钟内中毒毙命。

箭毒蛙的毒素属于一种甾（zai）体类毒素，进入其他生物体内之后，会迅速影响细胞的活性，阻止神经中枢发出指令，破坏神经系统正常活动，血液也无法流到其他组织器官，最终让心脏骤停，导致生物死亡，整个过程不会超过10分钟，而且无有效应急措施。不过，箭毒蛙的毒液只能通过人的血液起作用，如果皮肤没有伤口，毒液最多只能引起皮疹，而不会致死。聪明的当地人在捕捉箭毒蛙时会用树叶把手包卷起来以避免中毒。

箭毒蛙并非生来就有毒，它们是从食物中摄取含毒的物质，然后储存到皮肤上的毒腺。研究显示，箭毒蛙以蚂蚁、果蝇、甲虫和蚜虫等小型昆虫，以及其他节肢动物为食，长年累月下可获取高达800种以上的生物碱类毒物，其中地棘蛙素是毒性最强的一种。

箭毒蛙的毒液为何能置人于死地？大家都知道，钠离子是人体中最重要的化学物质之一。它的流动形成电流从大脑向四肢发出信号，然后传送到身体的各个部位。实际上，是钠离子的信号让我们的四肢收缩、肌肉运动和心脏跳动的。这些电信号由带正电荷的钠离子流入带负电荷的细胞而产生，离子通过叫作离子通道的蛋白质门进出细胞。正常情况下，身體需要离子通道打开和关闭，从而产生运行大脑或者心脏肌肉的电力。

箭毒蛙擅长使用蟾毒素，该毒素通过干扰钠离子进出细胞来发挥作用。蟾毒素可让人体的离子通道时刻保持开放的状态，导致带正电的离子自由流入细胞。如果通道无法关闭，就直接导致心脏和大脑不能再接收到钠离子的电子信号，就没有心脏活动、神经元活动或者收缩活动，人就会立即死亡。

长期进化长本领

令人不解的是，既然箭毒蛙把这种致命的生物碱累积在体内，那为什么没有把自己毒死呢？科学研究表明，有毒动物不会死于自己的毒素，是因为漫长的进化，使它们具备了避免自己中毒的技巧。

基因突变是最常见的一种技巧，略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，自身就产生能够抵抗这些毒素的能力。例如，钴蓝箭毒蛙携带的地棘蛙素能够开启捕食者神经细胞上的受体，干扰乙酰胆碱传递神经讯号，从而破坏神经系统的功能，但是钴蓝箭毒蛙自己的乙酰胆碱受体上进化出适应性，能改变这些受体的形状，获得抵御毒素的能力。

如果把生物碱类毒物能影响的生物分子比作一把锁， 那生物碱就是一把钥匙。 钥匙开锁时会启动一连串的生化反应，导致生物体瘫痪、休克，最终死亡。如果锁换了，原来的钥匙也就失去了作用。而箭毒蛙基因突变相当于换了锁，以至于生物碱类毒物无法再开启以上的生化反应过程。

另一种技巧是安全地储存毒液。有一天，还是大学生的查尔斯·达尔文在树林中观察动植物。他撕下一块老树皮，发现里面有两只稀有的甲虫，于是一手捉一只。这时他又看见了第三只，想都捉回去研究，于是把手上的一只放进嘴里，腾出这只手去抓树上那只。突然，他感觉到一股滚烫的苦液喷到自己的舌头上，“烫”得他两眼冒金星。

攻击他的是只射炮步甲，它喷出的有毒液体高达100°C，腐蚀性极强。这一类身怀剧毒的动物还有箭毒蛙、水母、蝾螈，以及毒蛇等。射炮步甲体内有两个分别独立的腔室，各盛放着一种化学物质。当甲虫受到威胁时，两个腔室的阀门会同时打开，两种化学物质流出并结合在一起，瞬间发生剧烈的化学反应，产生具有强烈腐蚀性的高温喷液。

箱水母是世界上最毒的动物之一，它拥有呈立体箱形状的伞体以及较粗壮的触手。毒液被安全地包裹在刺细胞的刺丝囊中。遇见猎物或捕食者时，刺丝囊发射刺丝，将毒液注入对方体内，释出的毒性比眼镜蛇毒还要毒，如果是人中毒，会在几分钟内死亡。

毒蛇把毒液储存在毒腺中，毒腺则多数位于头部两侧口角的上方，中空的牙齿连着毒腺。当它们咬住猎物时，毒液从牙齿流入猎物的身体中。毒蛇还能自带解药，例如，响尾蛇会制造特殊的蛋白质，这种蛋白质能与血液中的毒素结合，消除毒性。

第三种技巧被称为“毒素隔离”，简单来说就是有毒动物进化形成一种捕获和吸收毒素的系统，使用一种“蛋白质海绵”的结构来避免自身中毒。它们的身体可能会产生一种蛋白质，能够吸收并捕获毒素，这意味着毒素从一开始就没有机会到达脆弱的蛋白质通道。与此同时，对于蟾毒来说，钠离子通道上的天冬酰胺会被苏氨酸所取代，使得蟾毒素不会与钠离子通道结合，因而不会对自己造成毒害。

美国牛蛙也使用“毒素隔离”策略，产生一种能够结合和阻止岩蛤毒素的蛋白质。科学家对这种蛋白质很感兴趣，现已展开研究，用于中和人类供水系统中有害藻类产生的毒素。有害藻类大量繁殖会对沿海地区造成重大的经济和环境破坏。偶尔产生的毒素会使海洋哺乳动物患病，当这些毒素在海鲜中聚集时会危及食用者健康。

捕猎者也有抗性

有趣的是，这种对毒素的抗性也存在于那些猎食有毒动物的捕猎者体内。

研究人员发现，乌梢蛇是蝾螈的天敌。为了不成为蛇的美餐，蝾螈变得越来越“毒”。

蝾螈体形和蜥蜴相似，但体表没有鳞。它们的四肢短小，爬行缓慢，但是遇到泥泞的环境，可以用前足或者趾尖借助摆动尾巴来加快行走速度。虽然蝾螈大多体色鲜明美丽，但极小的腺体里含有一种致命的细菌，产生的神经毒素和日本河豚毒属同一类型。蝾螈在受到攻击的时候，会立即分泌神经毒素，足以杀死17名成年人，或者2.5万只老鼠。这种神经毒素能阻断神经细胞表面的部分通道，捕猎者会出现麻痹症状，轻者丧失行动能力，重者当场死亡。

乌梢蛇体长可达2.5米以上，体背呈绿褐、棕黑或棕褐色，背部正中有一条黄色的纵纹，体侧各有两条黑色纵纹。当乌梢蛇向蝾螈发起进攻时，蝾螈会用尾巴猛烈抽打蛇的头部，同时分泌出黏液，飞溅到蛇的身上。这种黏液几秒钟内开始硬化，过程不可逆，有时会把蛇的嘴巴粘住，有时甚至会将一条长蛇粘成一团，动弹不得。如果蝾螈将神经毒素附着在蛇的肌肉细胞蛋白质上，那么肌肉就会因此瘫痪，进而丧命。

尽管蝾螈如此之毒，但最终也很难在与乌梢蛇的搏斗中占得上风。乌梢蛇也不断改进自身的抗毒能力，基因组成发生了变异，肌肉细胞的某些蛋白质形状出现变化，使蝾螈的毒素无法附着在这种蛋白质上。即使接触了蝾螈毒素，乌梢蛇的肌肉细胞也仍然能够继续工作。

这意味着，只有毒性最强的蝾螈才能在生存竞争中存活下来。而对乌梢蛇而言，只有抗性最强的个体才能在吃饱肚子的同时承受蝾螈的毒性，不被毒死。

另外，角蜥拥有专门的血浆，抵抗收获蚁的毒刺。海蛞蝓吃水母的刺细胞时，用黏液中的化合物阻止毒素与身体发生反应，并将毒素用作自己的防御武器。蟾蜍吞食射炮步甲几小时之后会把它吐出来，不仅甲虫还活得好好的，蟾蜍竟然也会在胃部被甲虫那强腐蚀性溶液喷射后存活。

这样的“军备竞赛”和对抗一直在进行中，敌对物种不停升级自己的对抗能力，因此很难说谁将是最后的赢家。