從捕食昆蟲進化到殺人,漏鬥網蜘蛛不幸的進化巧合

2021-01-20 探索XXX


雪梨漏鬥網蜘蛛的毒液非常危險,它的神經毒性可以在15分鐘內殺死一個人。這種蜘蛛能夠用它巨大的尖牙刺穿皮膚、指甲,甚至鞋子的皮革。


這是澳大利亞已知的40種漏鬥網蜘蛛中的一種。根據研究,最初這種蜘蛛的毒液是作為捕食蒼蠅和蟑螂等昆蟲使用的。但隨著時間的推移,它們的毒性竟然慢慢進化成針對脊椎動物的一種防禦措施。這直接形成了對人類的威脅,也讓漏鬥網蜘蛛成為一個可怕的殺手。

在《美國國家科學院院刊》雜誌上的一項新研究描述了這個可怕的進化故事,在這份報告中,研究人員稱澳大利亞這種蜘蛛的致命影響是「不幸的進化巧合」。


最初讓科學家感到困惑的是,為什麼這種蜘蛛的毒素會對人類如此致命。因為在蜘蛛的進化過程中,人類和其他靈長類動物既沒有成為它們的獵物,也沒有成為捕食者。而另一個困惑是,大多數的死亡案例都是由雄性漏鬥網蜘蛛造成的,它們的毒液似乎比雌性漏鬥網蜘蛛致命得多。

為此研究人員花了20年的時間,找到漏鬥網蜘蛛的所有分類,並從幼體開始一直持續觀察到成年。在這個過程中,他們仔細研究了它們毒液的變化,並使用系統發育和進化評估在分子水平上進行了研究。

研究人員發現,漏鬥網蜘蛛的毒液中含有一種叫做Delta-hexatoxin的化學物質,這種物質對人類的神經系統有毒,會導致神經失控。被咬傷後,中毒者會出現出汗、嘔吐和肌肉痙攣等症狀。嚴重的,血壓會下降到危險水平,進而昏迷、器官衰竭而死。在1981年引入抗毒劑之前,已經有13例死亡記錄與漏鬥網蜘蛛有關。


在這項研究之前,人們僅對來自五個物種的八個毒液樣本進行過分析。而在這項研究中,研究人員對從10種漏鬥網蜘蛛的毒腺進行了RNA測序,一共發現了22種Delta-hexatoxin毒素。通過對這種蜘蛛的進化過程的分析,他們發現,這些源自遠古的毒素現在仍然是蜘蛛的重要組成部分,而原因就是它們自身對這種特性的「極端保護」。

科學家們分離出致命的Delta-hexatoxin毒素,並在老鼠身上進行了測試,發現這種毒素會引起疼痛。這證明了這是一種有效的防禦機制,而且人類並不是Delta-hexatoxin毒素的目標。因為這些蜘蛛起源於大約150到2億年前,當時還沒有靈長類動物(包括人類),因此在進化過程中,靈長類不會成為掠食者或獵物。

這種毒素很可能是用來威懾那些捕食蜘蛛的脊椎動物,如斑鱉、鳥類和蜥蜴。對人類的致命性,只不過是一個不幸的進化巧合,人類恰好也是脊椎動物。


研究人員發現當雄性漏鬥網蜘蛛達到性成熟時,它們會離開洞穴去尋找雌性蜘蛛。有時它們會走很遠的路。在途中,雄性蜘蛛可能會遇到危險的捕食者。然後自然選擇在這裡起了作用,它將雄性漏鬥網蜘蛛的毒液,從只對昆蟲有效慢慢轉變為針對脊椎動物有效。

事實也表明,大多數人類被咬傷的案例都發生在夏季蜘蛛交配的季節。雌性漏鬥網蜘蛛在整個交配季節一般都在洞穴中,等待雄性蜘蛛接近它們。因此雌性的毒液一般只對昆蟲有效。


這項新發現可能有助於更好地了解漏鬥網蜘蛛毒液對人體的確切作用。在醫學上,這可以幫助改善抗毒劑以及對咬傷受害者的治療方法。而通過研究雌性漏鬥網蜘蛛的毒液,可以開發出新型殺蟲劑,這些殺蟲劑對非目標昆蟲和環境危害會比較小。


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