Science:人類打蛇帶來的選擇壓力可能造就了噴毒眼鏡蛇的起源

2021-02-08 生物閒聊牆

【全篇是蛇,恐蛇慎入】

【哦已經進來了啊那沒事了】

       眼鏡蛇科是一類廣泛分布於全球陸地與海洋生態系統的劇毒蛇類,約於4000-3000萬年前分離自與屋蛇科的最近共同祖先[1]。無論是海生還是陸生,所有眼鏡蛇科物種都裝備著前溝牙式的毒牙,可以分泌強烈的神經毒素乃至混合毒素,對於恆溫動物而言具有極高的危險性。許多眼鏡蛇在面對入侵者時具有典型的震懾行為,即立起前半身並膨起頸部,噴氣警告來者不得前行,一旦對方不識好歹進入其攻擊半徑就可能遭遇有毒的噬咬。然而有一些不講武德的眼鏡蛇,可以越過身體的進攻範圍,直接將毒液通過毒牙噴射出去達2.5米之遠,直擊對手的眼睛,這類眼鏡蛇被稱為噴毒眼鏡蛇(spitting cobra)[2]。

      在演化上,噴毒眼鏡蛇並不匯聚成單獨的一個分支,廣義的噴毒眼鏡蛇來自於3次獨立的平行演化:一次在非洲產生眼鏡蛇屬下的非洲眼鏡蛇亞屬(Afronaja),一次在亞洲生成眼鏡蛇屬眼鏡蛇亞屬的噴毒蛇類,另一次則形成單型的唾蛇屬(Hemachatus)。三支噴毒眼鏡蛇均提升了毒液造成痛苦的能力,除了菲律賓噴毒眼鏡蛇(Naja philippinensis)外,所有的噴毒眼鏡蛇都釋放混合毒素而非單純的神經毒素,它們同時產生神經毒素和細胞毒素,在噴入對手的眼睛之後可以造成更大的痛苦甚至失明。

菲律賓噴毒眼鏡蛇Naja philippinensis。圖:world of reptile

       一直以來,蛇的毒液演化都被認為是與其獵物類型緊密相關的,而防禦在其中並不佔有重要地位[3],然而噴毒行為的產生似乎必定是出於防禦目的,但這也許不是為了抵抗天敵,因為縱使有了噴毒的能力,噴毒眼鏡蛇被蛇雕、蛇鷲這樣的天敵獵食的事情依然時有發生,有蹄類獸群的踐踏會對非洲稀樹草原上的眼鏡蛇類帶來潛在的威脅,但也不能解釋亞洲叢林中的眼鏡蛇為何同樣演化出噴毒的能力,因此,對靈長類動物,尤其是人類遠程攻擊的防禦也許是一個合理的解釋。

蛇鷲(Sagittarius serpentarius)是一種高度特化的食蛇猛禽,是非洲蛇類(包括噴毒眼鏡蛇)的主要天敵之一。圖:seancrane.com

       人猿總科的靈長類動物——猿與人,有著敏銳的雙目視覺、複雜的認知和高度發育的文化,許多類人猿對蛇類都具有天生的厭惡,它們會蜂擁而上圍攻蛇類,其中的一些會區分無害和危險的蛇,吃掉前者並聚眾幹掉後者,而雙足行走的出現和大腦的進步讓這一行為得到了更進一步強化。雙足行走令類人猿的雙手得到解放,它們可以拋擲物體,從遠處對蛇類造成殺傷,這對非洲與亞洲的蛇類是一個非常重大的威脅,而這樣的威脅隨著人類的起源與一路開掛也許愈演愈烈:約700萬年前,人猿相揖別,人族在演化上與黑猩猩屬分離開來,噴毒的非洲眼鏡蛇亞屬隨之於約670萬年前產生,而在此後,亞洲的噴毒眼鏡蛇於約250萬年前開始起源——這是直立人(Homo erectus)首次進入亞洲的時間。

       相應的研究於今年的1月22日正式刊載於Science上。

至於唾蛇(Hemachatus haemachatus)——它是單型的,屬下只有一個種,沒有近緣的噴毒或不噴毒的物種來比對,換句話說鬼知道它啥時候學會噴毒的。圖:tyroneping.co.z

       於是這份昨天才正式發表的研究總結成一句話就是——老祖宗打蛇結果把蛇打成噴毒的了(直立猿,時代變了!),當然對於這個結論也有一些反對意見,畢竟光用時間來靠多多少少有些牽強,但這依然不失為一個好的方(nao)向(dong),畢竟,萬一真的是這樣的呢?

       論人與野生動物和諧共處的重要性與必要性。

莫三比克噴毒眼鏡蛇(Naja mossambica)。圖:African snakebite institute


PS:中國沒有噴毒眼鏡蛇,感謝老祖宗手下留情吧(霧)

PS:眼鏡蛇看了想打人


References:

[1]Hsiang, Allison Y; Field, Daniel J; Webster, Timothy H; Behlke, Adam DB; Davis, Matthew B; Racicot, Rachel A; Gauthier, Jacques A (2015). The origin of snakes: revealing the ecology, behavior, and evolutionary history of early snakes using genomics, phenomics, and the fossil record. BMC Evolutionary Biology, 15(1), 87–. doi:10.1186/s12862-015-0358-5

[2]T. D. Kazandjian, D. Petras, S. D. Robinson, J. van Thiel, H. W. Greene, K. Arbuckle, A. Barlo et al (2021).Convergent evolution of pain-inducing defensive venom components in spitting cobras.Science. Vol. 371 no. 6527 386-390. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abb9303

[3]Fangs for the Memories? A Survey of Pain in Snakebite Patients Does Not Support a Strong Role for Defense in the Evolution of Snake Venom Composition. Toxins 2020, doi.org/10.3390/toxins12030201 

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