一天,還是一名大學生的查爾斯·達爾文在樹木中觀察動植物。這位初出茅廬的博物學家從一棵樹上撕下一些老樹皮後,發現了兩隻稀有的甲蟲,便一手捉一隻。這時,他又發現了第三隻,這麼稀有的甲蟲,他想多捉幾隻回去仔細研究研究。於是,他把手上的一隻放進嘴裡,暫時存放一下,騰出這隻手去抓樹上那隻。此時,他突然感覺到一股滾燙的苦液噴到自己的舌頭上,疼得他兩眼冒金星。
攻擊達爾文的是只射炮步甲,它噴出的是高達100℃的有毒液體,具有強烈的腐蝕性。像這一類身懷劇毒的動物還有箭毒蛙、水母、蠑螈、毒蛇等,毒素是它們保護自己或者捕捉獵物的武器。那麼,這些動物自己是如何避免被自己的毒素所傷害呢?它們有兩種避毒策略:一是隔離存放,二是進化出抗毒性能。
安全地儲存毒液
射炮步甲、水母和毒蛇都採用第一種策略。
在射炮步甲體內,有兩個分別獨立的腔室,各盛放著一種化學物質。當甲蟲受到威脅時,兩個腔室的閥(fá)門會同時打開,兩種化學物質流出並結合在一起,瞬間發生劇烈的化學反應,產生具有強烈腐蝕性的高溫噴霧。
水母身體中有刺細胞,會把毒液安全地包裹在刺細胞裡的刺絲囊中,刺絲囊發射刺絲,將毒液注入獵物或捕食者體內。
而毒蛇則把毒液儲存在頭部的一個隔間中,這個隔間只有一個出口——牙齒,當它咬住獵物時,毒液從牙齒流入獵物的身體中。
身體自帶解藥
毒蛇也採用第二種避毒策略:自帶生化抗性。例如,響尾蛇會製造特殊的蛋白質,這種蛋白質能與血液中的毒素結合,消除毒性。
箭毒蛙是劇毒之王,有的箭毒蛙一隻所含有的毒素可以致10個成年人死亡。它們的毒素並非自己產生的,而是來自於它們獵食的小型動物,如蟎蟲、螞蟻。這些動物體內含有一種叫「生物鹼」的物質,這種物質在箭毒蛙體內累積,並在它捕獵時釋放到獵物體內。那麼,為什麼箭毒蛙不會中生物鹼的毒呢?
我們可以把生物鹼能影響的生物分子想成一個鎖,而生物鹼是一把鑰匙,當用這把鑰匙開鎖時,會啟動一連串的生化反應,導致生物體癱瘓、休克,最終死亡。
但是,如果你換了一把鎖,原來的鑰匙也就失去了作用。而箭毒蛙就是這樣讓自身的基因發生了改變,相當於換了鎖,以至於生物鹼無法開啟以上的生化反應過程。
防毒和放毒的軍備競賽
這種對毒素的抗性不僅存在於分泌毒素的動物體內,也存在於那些獵食有毒動物的捕獵者體內。襪帶蛇的獵物包括蠑螈,而蠑螈帶有神經毒素,於是,襪帶蛇進化出了相應的抗毒性。這意味著,只有毒性最強的蠑螈才能在生存競爭中存活下來;而對襪帶蛇而言,只有抗性最強的個體才能在飽肚的同時不被毒死。這就像一場軍備競賽,兩個敵對物種不停升級自己的對抗能力。
這種「軍備競賽」在自然界中廣泛存在。例如,蚱蜢鼠通過其神經系統的基因改變,可以抵抗蠍子的毒液;
角蜥擁有專門的血漿,抵抗收穫蟻的毒刺;
海蛞蝓吃水母的刺細胞時,用黏液中的化合物阻止毒素與身體發生反應,並將毒素用作自己的防禦武器;
蟾蜍(chán chú)吞食射炮步甲幾小時之後會把它吐出來,不僅甲蟲還活得好好的,蟾蜍竟然也會在胃部被甲蟲那強腐蝕性溶液噴射後存活,這種噴霧可把達爾文折磨得夠嗆。蟾蜍和射炮步甲究竟如何做到這一點,至今還是一個謎。