為何澳大利亞劇毒生物那麼多?

看了了下世界十大毒王排行榜,發現有一半是澳大利亞的,包攬了前三名。。。大神們可以從生物學或者地理的原因解釋一下么 ps:附鏈接 世界十大毒王_百度百科

沒想到這個問題突然火了.居然有13w的瀏覽量.感謝各位的回答

本人的好奇心比較重.從小就喜歡discovery 探索頻道,動物世界之類的節目.其中有一段時間就一直播放xxxx排行榜,比如地球上力氣最大的生物,跳的最高的生物.前段時間看到偶然看到這個百度百科,就想起小時候的經歷.所以才來提問.

再次感謝各位的回答.


我這個是簡版的。展開的詳細討論請看 missile19 和 林業傑 oOOo 的答案。

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中文裡的「有毒」,實際上籠統的概括了兩種「有毒」的情況。而在英文里,這兩種情況是分開的。

venom是它吃你,你死。

poison是你吃它,你死。

一般來說,越是視野開闊地廣人稀屁毛不長的地方,venom的就越多。越是生物多樣性豐富的地方,poison的就越多。

這很好理解。地廣人稀的地方,掠食者必須要有一擊致命的能力才行。否則獵物很容易逃跑。而一旦獵物逃跑,再吃飯就難了。陸地還好說,三維的海洋里一次抓不著,基本就吃不著了。所以海蛇基本上都是劇毒蛇。

而生物多樣性豐富的地方,掠食者也多,必須讓自己變得有poison,來防止被吃。而對於掠食者來說,錯過一次捕獵的機會,也不算損失很大。

再看澳大利亞,內陸正是屁毛不長的地方,近海則是生物多樣性極其豐富的地區。所以有眾多的:

陸地venom的生物

海洋venom的生物

海洋poison的生物

而這三種東西在中文裡全叫「有毒」。一股腦的統計出來,當然數量最多了。


這是一個很有趣的問題。在探討這個問題前我覺得有必要分析一下生物為什麼要有毒,哪些生物普遍有毒?

1、 生物為什麼要有毒?有毒生物實際上分為兩類,一種是防禦型毒物,一種是攻擊型毒物(關於這點,在Santi Pan的回答中有很精練的解釋)。很多人都知道,植物有毒品種的比例比動物大多了,那是因為植物不會動,唯一的自我保護機制就是產生毒性,防止被吃掉,同樣,一些弱小的生物往往會有劇毒,就是防止被吃掉,例如毒箭蛙、河豚之類的;另一種就是為了提高捕獵效率,進化出具有毒性的攻擊手段,使之能一擊制敵,同時也能對競爭對手形成阻嚇作用。

2、 哪些生物普遍有毒?不難發現越低等的動物有毒的比例越高,昆蟲、節肢類動物很多都有毒的,魚類也有不少有毒的,兩棲類、爬行類也有毒,但是到了鳥類和哺乳類,就很少有毒的了。為什麼呢?因為生存策略不一樣了。

(1)
昆蟲的生理機構受到地球氧含量的限制,不可能有過大的體積,相對於他們細小的個體,要在這麼大的區域內碰到獵物,真的很難,因此他們必須把握每一次的機會,所以用毒捕食就能大大提高其效率。

(2)
同樣,地球70%以上的面積是水域,而且論空間的話,縱深更比陸地大很多,因此水生生物要找獵物,也比陸生生物難很多,因此很多也喜歡用毒(包括一些更低等的軟體動物)。

(3)
至於兩棲類,基本上都是防禦型毒物,他們一般吃比他們細小的昆蟲,相對於他們個體而言,遇上昆蟲的機率不低,而且採用以靜制動的方式,等待獵物靠近然後捕食,自身消耗很慢,可以長期不進食,所以對他們生存最大的威脅是被吃掉,因此他們基本都是防禦型毒物。

(4)
爬行類中,大家都感覺很多毒物,但其實不然,基本只有蛇有毒(少數蜥蜴有毒(此處經指正修改)),而蛇中有毒的佔總數大概3/11(數據來源於百度,世界共約2200種蛇,其中有毒的約600種),而且有毒的蛇攻擊時也不一定用毒,因為毒液是很難產出的,所以蛇是否有毒是根據其生產環境而定的,如果生存區域很容易捕獲獵物,一般無毒,如果很難捕獲獵物,或者其獵物本身具有攻擊性,那麼一般就帶毒。

(5)
到了鳥類、哺乳類後,一般以靈活性和體型來提高生存效率,對於靈活的鳥類和哺乳類,尋找食物不再困難,而且從蛇的情況就可以知道,產生毒素也需要花費很大量的營養物質製造的,對於恆溫動物來講,所有營養物質都是很寶貴的,所以沒有必要再花功夫用到製造毒素上,因為有沒有毒其實對於他們來說也不再重要了。

好了,了解完基本概念後,我們可以開始討論,為什麼澳洲(大洋洲)有這麼多毒物了。

首先,澳洲脫離了各大陸板塊,如果真的要較真的話,南北美周其實某段時間也是和亞洲相連的,所以可以說除了澳洲和南極洲外,其他大陸都算是相連的,物種多樣性更豐富,競爭也更激烈,進化速度也更快,相對而言,澳洲生物物種少,競爭也不激烈,進化速度也變慢(很多活化石都在澳洲),因此以靈活性和體型見長的鳥類和哺乳類相對不發達,相對的低等動物受到的來自於高等動物直接威脅就少了,可以說很多爬行類甚至是節肢類都沒有天敵,那麼他們的生存壓力就不是如何防止被捕,而是如何提高捕食效率。

其次,澳洲地大但是植被不茂盛,多為荒漠,所以生物的數量也少,極大地增加了捕獵難度,所以更加要珍惜每一次碰到獵物的機會,用毒就變成最佳的選擇。

再次,根據協同進化的理論,被捕的動物也會逐步地進化提高抗毒性,而毒物也必須不斷地進化提高毒性,變成了毒與抗毒的競爭方式,所以毒物越來越毒。同時,根據種間競爭理論,在獵物有限的情況下,如果能以越少的毒素就可以毒死獵物,也能節省越多的營養物質,就能在種間競爭中勝出,所以毒物之間也演變成毒性競爭。

綜上,是因為澳洲的地理隔離以及氣候原因,導致了毒物在這片大陸上有著明顯的優勢,而且毒素越厲害,他們的生存優勢越明顯,因此澳洲有如此多的毒物。

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這裡針對部分評論的問題再補充說明一下:

1、有評論說文章可能是先有結論,再找論據去支持。

這一點本人並不否認,實際上關於進化論的問題,幾乎都會有這種「感覺」。因為進化論如果是對的,那麼就可以解釋所有生物的現狀都是有利於其生存的,否則就被淘汰了,那麼只要這一理論是對的,就可以反過來找論據證明該生物為什麼有利於生存,也可以反推出為什麼這樣進化了。雖然不嚴謹,但只要進化論沒錯,那偏差不會太大。實際上討論生物的進化過程本身就是一個結果導向的命題,是在知道結果的情況下去推理進化過程。

不過,這裡先聲明一下,本人也是根據澳大利亞毒物聚居的這一結果,去分析眾多可能導致這一結果的原因,最終覺得文章中的理由最合理,所以才寫出來的,而不是一開始就認定上面的理由,然後勉強去找論據支持的,兩者有所差別。

2、有朋友問為什麼一些物種繁盛的地方也有毒物?另外哺乳類也有個體有毒的。

首先要理解,生物是因為有基因突變,然後再通過環境淘汰來完成進化的,其中基因突變不是生物自己選擇的,是有一定概率無差別地突變出來的,所以理論上所有生物都有機會突變出產生毒素的個體(當然,還得考慮具體的基因代碼問題,這些不細談)。

如果一個地區,有毒的個體具有明顯的生存優勢,那麼這個地區很多毒物都會生存下來得以繁衍,相反,沒毒的個體就會被淘汰(不一定直接被吃掉,但是隨著自身的競爭力在減少,遲早會找不到吃的被淘汰),那麼這個地區就會變成很多毒物聚居。

相反,如果一個地區,有毒個體沒有明顯的生存優勢,例如有毒的蛇,在有大量獴、獵鷹等天敵的環境中,有毒蛇和無毒蛇其實是一樣的,那麼有毒蛇一樣會被獵殺,那這個地區就僅有少數的最適合生存的毒物延續下來了,不適合的依然會被淘汰,所以在這個區域內不會產生聚居的情況。

所以文章中也說到了,澳洲大陸很少高級的鳥類和哺乳類,也是助長毒物繁衍的一個因素。

另外,文章中也寫到,鳥類和哺乳類是靠敏捷和體積來獲得生存優勢的,但只是相對應而已,最小的鳥還沒有最大的昆蟲大,這些都是特例,所以有個別鳥類(如斑鳩,有說法是因為它長期吃有毒的生物導致自己有毒,而不是自己產毒)、哺乳類(評論中大家也有寫到了)也是有毒的,這種情況是正常的。生物就是靠自己的獨特性來生存,所以每種生物總有自己的特點可以適應當地的環境。因為本文主要是解釋題主關於澳大利亞為何這麼多毒物而寫的,所以只是分析澳大利亞的生態圈,對於個別案例也就忽略不寫了。(在此很感謝大家提出的參考,例如哪些蜥蜴有毒腺,哪些哺乳類有毒等,也讓我學習了很多)

3、為何三大毒物中有三種是在海洋中的?

關於這一點,其實我很含糊地提及了一下,就是海洋空間比陸地廣,所以更難獵食,因此海洋也有很多毒物。但至於為什麼最毒的都在澳洲範圍內,而不是其他海洋區域?

說實話,本人對於海洋生物的了解真不多,所以也不敢亂髮言,這裡不負責任地猜測一下,估計是洋流把海洋分為了很多區域,而澳洲海域也形成了一個相對封閉的區間,同樣這個區間缺少高級物種(至少當時就很少人類)可以威脅這片海域的,因此低等動物才有時間和空間繼續進化,理由就和澳洲陸地的情況一樣咯。(不過這個只是猜想,缺乏論據,海域是否因洋流而封閉不得而知)

歡迎大家對這個問題補充發言。謝謝!

4、紐西蘭同樣也是封閉獨立的區域,為什麼毒物沒有澳洲多?

封閉獨立只是其中的一個理由,另外一個理由是資源的多少,澳大利亞70%的區域為乾旱或半乾旱地帶,因此生物鏈最底層的植物基數本身就少,決定了生物鏈上層的數量及種類都不多,生態結果就變得單一了,相互間就少了直接競爭(指互相捕食,如蛇吃鳥蛋鳥吃蛇,不同物種大吃小的情況),更多的是間接競爭(就是大家都吃同一種生物,你吃了他就要餓肚子,他吃了你就要挨餓的情況),所以提高間接競爭力才是首要的,用毒對於非恆溫動物而已,是一個可以大大提高捕獵效率的方式。

反觀紐西蘭,雖然相對獨立,但是整個紐西蘭沒有沙漠,植物豐富,因此生物鏈上層數量和種類肯定要比澳洲多(按每單位佔地面積來計算),所以生態環境也相對複雜,生物不僅僅要考慮捕食,還得考慮不被捕食,所以進化過程也更加複雜,不像澳洲這麼單一化。重申,進化不是生物自己選擇的,而是被動的,如果一個單體進化出毒腺,但是結果還沒繁衍就被吃掉了,那麼基因得不到保留,所以也就這樣了。因此紐西蘭和澳洲情況不一樣,是因為地理環境不一致所致。

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很高興有很多知乎朋友來探討相關的問題,隨著時間推移又有幾個問題產生了,這裡也補充回答一下:

1、為什麼沒有天敵的區域,反而會促進毒物更毒呢?

首先,題主的10大毒物,都是攻擊型的毒物,而非防禦型毒物,所以通篇分析的都是進攻型毒物的進化結果。

對於進攻型毒物,有沒有天敵決定了生存策略不一樣,環境的淘汰機制也不一樣了。

例如一種蛇,如果有天敵,那麼他的生存與否受到兩個限制,一個是他是否被獵食,另一個是他能否捕獵到食物。

一個生物他要同時突變出兩種有益處的基因幾率是很小的,所以很可能起其中一條他突變出更強毒性了,但結果還是被天敵吃了,那麼他這種基因就不得延續下去了,儘管他能更有效地捕獵到食物。另外一條他突變出保護色,能更好地避開了天敵,雖然他常常挨餓,但他生存下來了,所以還可以繁衍他的基因,因此越來越多有保護色的這種蛇,但更加劇毒的個體數繁衍的不多。

從上面看出,非食物鏈頂級的生物,其實保護的進化要比攻擊的進化來得更實際,更能提高環境生存能力。

反過來,如果這個區域沒有天敵,意味著他不會被捕食,那麼一條蛇即使突變出了保護色,但對於他的生存優勢沒有過大的影響,因為他本來就不會被吃,可能對捕獵有點作用,但作用不如進化齣劇毒明顯。

可能還會有疑問,那麼一種蛇進化出保護色後,就可以再繼續進化齣劇毒啦;反過來,進化出有毒就可以了,為什麼還得更毒呢?

因為還有一個協同進化的理論在影響著。

蛇變成保護色了,但鷹為了生存眼睛也進化出更銳利了,獴的嗅覺也進化出更靈敏了,以便發現蛇,所以蛇還需要進化出更具有保護色的保護色,兩者間一直進化,相互改變生存條件迫使自然淘汰的機制運作下去。所以只要天敵一天還在,保護機制就要一直進化下去,而且相對而言會比攻擊機制更有影響力。

相反,蛇如果沒有了天敵,只需要進攻,但他的獵物也和他存在著協同進化的關係,也許獵物會產生一定的抗毒性,所以蛇就要更致命的毒素,來提高效率。另外,文中也說到了,制毒是要消耗營養的,所以同樣的營養物質能制出更高效的毒素,每次釋放更少量的毒素就能達到目的,無疑也提高了這個個體的生存優勢,從而獲得更多機會繁衍機會,基因也就有效地保留下來。

2、為什麼中國南方物種豐富,還是這麼多毒蛇,明顯比地廣人稀的北方的毒蛇要多?

其實這是另外一種情況了,和澳洲毒物聚居的情況不一樣。

首先,天氣太冷不適合蛇類(變溫動物)活動,因為需要冬眠,冬眠意味著風險,所以本來南方的蛇就比北方的蛇要多,基數上已經不一樣了。

另外,蛇的構造適合地形複雜的雨林地區,可以爬樹可以游泳,幾乎三圍空間都被蛇利用上了,而且茂密的樹林也限制了很多飛禽對其的攻擊,所以蛇類在中國南方得以發展。這是環境在整體上提升了蛇的適應性,而毒蛇只是其中的一部分。

以下數據來自百度:

我國現有蛇類219種,其中毒蛇50多種,主要分布在長江以南諸省(區)。毒蛇的地理分布是以其垂直分布來劃分的,以沿海到海拔1000米左右的平原、丘陵和低山區較多。1000米以上山區較少,4000米以上的高山地區基本上沒有毒蛇分布。毒蛇佔比約1/4。

澳洲總共有140種陸地蛇,32種水蛇,其中100種有毒。毒蛇佔比大於一半。

根據數據可見,中國是適宜蛇類發展的地區,但毒蛇在蛇類當中不佔優勢,而澳洲相對於中國而言不是非常適合蛇類發展的地區,但毒蛇在蛇類中明顯佔有絕對的生存優勢。

所以中國南方是蛇多,毒蛇比例不高,澳洲是蛇不多(相對中國而言),但毒蛇比例很高,因此中國南方的情況與澳洲毒物聚居的理論沒有衝突矛盾的地方。

題外話,通過中國的數據,我這裡也大膽猜測,毒蛇非常不利於在寒冷環境中生存,因為1000米以上就少了,4000米以上沒有了,估計是因為高原地區氣溫低的原因,蛇類本身就不適合生存,加之毒蛇需要產毒,一來要消耗額外的能源,二來毒素可能在低溫中會受到影響(不一定影響作用,但可能影響蛇毒在蛇體內的產生效率)。針對這個猜測,歡迎專業人士加以論證。謝謝!

如果你很認真看完了,而且覺得不錯,請不忘點個贊,謝謝!


澳大利亞的毒物一點也不多,只是因為其地質變遷較獨特,有大量的孑遺物種,給人以奇特的感覺。同時國家較發達,環境保護意識超前,動物曝光率較高,因此給了你澳大利亞毒物多的錯覺。

先讓我從文學角度解答下另一種可能:

整篇文章是瞎扯淡,有故意向澳大利亞誘導的想法……

再讓我從科學角度論述下:

1 澳洲箱形水母 Chironexfleckeri,看下分布:

誒~我怎麼瞅見馬六甲也有呢?

2 艾基特林海蛇(???)

看圖片像是貝氏海蛇 Hydrophis belcheri (註:LD50數值越小毒性越大)

內陸太攀蛇(榜單第7)在皮下注射的LD50為 0.025 mg/kg,排毒量約為 44.0-110.0mg。

貝氏海蛇在肌肉注射的LD50為 0.155 mg/kg

3 藍環章魚屬 Hapalochlaena

日本:???

4 毒鮋屬 Synanceia

中國人民表示能好怎

5 巴勒斯坦毒蠍 Palestinian scorpion

6 澳洲漏斗蛛

我引用下之前我寫的答案,個人認為就這個算是靠譜的

Atrax robustus O. Pickard-Cambridge, 1877 模式種

Atrax sutherlandi Gray, 2010

Atrax yorkmainorum Gray, 2010

此屬僅在澳大利亞有分布,在過去100年中有13例死亡記錄,其中7例為兒童死亡案例。

鏈接:世界上有哪些劇毒的蜘蛛?被它們咬傷後有什麼後果呢? - 知乎用戶的回答

7 太攀蛇

這個也比較靠譜,但是為毛排的這麼低

8 褐色網狀蛇 Pseudechis australis, Gray, 1842

第一行是皮下注射LD50,第三行是靜脈注射,最後一行是排毒量。讓我們再引用下:

內陸太攀蛇(榜單第7)在皮下注射的LD50為 0.025 mg/kg,排毒量約為 44.0-110.0mg。

貝氏海蛇在肌肉注射的LD50為 0.155 mg/kg

9 眼鏡王蛇 與 10 黑曼巴蛇 一個亞洲一個非洲……就不吐槽了

所以,以後看到百度的啥世界十大XXX,要有自己的判斷。


我覺得是澳大利亞人類去的晚交流少,沒形成抵抗力


澳大利亞是個獨特的地方,當年和南極洲一起來到南半球就註定讓這個大陸跟其他的地方不同,這是個孤立的大陸。演化不是單線而是樹狀多分叉的。

澳大利亞是個發達國家,還是英語國家,他們在世界文化內有話語權,自身網路與傳媒也很強。

於是,澳大利亞的毒物傷人事件就被報道得很多,大家會更容易注意到這塊地方有毒生物多。

澳大利亞人自己的說法:世界上最毒的十種蛇,你可以在澳大利亞找到九種;世界上最毒的九種蛇,你可以在澳大利亞找到九種。

當然,這些蛇一般只能在動物園看到。即便是內陸如Alice Springs也不是隨便可以看到內陸太攀蛇的。相較於蛇,其他致命的生物,例如漏斗網蜘蛛,紅背蜘蛛,灰護士鯊就比較常見了。南部的雨林中還分布著一些對於人類很不友好的植物。

在孤立的澳洲大陸上,如果出現一個毒性很大的物種,因為四面環海(對於水生生物來說,如果它是離不開淺海大陸架的,情況同樣),走不出去,它可能在原地進化出多個種,導致一大堆有毒的動物都「困」在澳洲。例如太攀蛇屬(Oxyuranus)有三個種。

其實我覺得,更可能是因為,澳洲的一些動物太獨特,毒物也是,獨特的物種吸引人們的眼球。其他的國家也有很多劇毒生物,但因為獨特性不是那麼吸引眼球。


澳洲這地方,特別容易懶下來,別說人了,動物都這樣,像chetah這樣費勁巴拉,衝刺速度跑幾千米,才逮個兔子塞牙縫,氣血倒是暢通了,你看他毛色錚亮的,像把瓦藍的小手槍一樣,投入產出比實在不划算。

所以,我估計,以後邦迪海灘的帥哥打獵,只需要放幾個屁,熏倒路過的美女,即可!


謝不邀,作為在澳野外科考人員,看到這樣滴問題我十分痛心,所以我決定明天再去找學校談談我的人身意外保險問題(﹁"﹁)


有一個很神奇的現象,澳洲的生物,劇毒的,還有猛獸都有很多,;但紐西蘭既沒有有毒生物,連大型猛獸都沒有,搞的鳥都偷懶不會飛了


沒辦法,大家都有毒,你要是不帶點毒都不好意思出門,都是被逼的


首先要知道,一般爬行動物(比如說蜥蜴)和兩棲動物(比如說蛤 蟆)這些體型,速度,智商都不佔優勢的動物才會用毒素進行自衛或捕食,比較常見的例子有箭毒蛙啊,各種毒蛇之類的,它們都是爬行和兩棲類的,(當然也有很少的一部分像是鴨嘴獸這樣的低級哺乳動物會以毒素作為武器),而澳大利亞這個奇葩地方,在距今6500萬年前從南泛古大陸,瓦崗納古陸分出去了,而那時正好是中生代結束新生代開始的時候,在別的大陸上哺乳動物取代爬行動物稱霸而在澳洲由於其惡劣的環境,構造複雜的哺乳動物難以獲得足夠的營養從而生存(如今的澳洲仍然是有袋類,和一些低級哺乳動物的家園),哺乳動物與爬行動物在這片大陸上平分天下,因此爬行類在澳洲比在其他任何大陸上都要繁榮。回到開頭,爬行動物的生存利器正是毒素,因此,澳洲生物整體給人的感覺就是:

有毒!

以上觀點中有不足或錯誤敬請指出,謝謝!


換個角度,因為澳洲與大陸地理隔離,所以人類以及大陸生物沒有對澳洲大多數物生物的毒性經過自然選擇而產生抗體和適應性。


有一種說法是 澳大利亞是一個獨立的大陸,生物進化比較緩慢。所以保留了比較原始一點生物。我覺得這個答案不全面,有其他補充么?


其實國內也有很多有毒生物的說

只不過都被吃掉了


有毒生物辣么多,

卻是被外來生物入侵影響最大的地區之一。


呃??因為沒膽吃?and,吃的技術不好。

這可不是抖機靈,你看他們澳大利亞人可以吃滅絕的是什麼?無非就是這麼些連飛都不會的鳥!?

後來來一個僅僅會會打洞而且沒有毒性的兔子就束手無策了,搞得當地生態被兔子毀了?!

對於我們吃貨國來說,數量龐大的袋鼠竟然可以因為數量大而成為國寶,這真的不可思議啊!(霧)

我沒有吃過象拔,可是來個袋鼠,那尾巴??嗯??

更不要說長得可怕而且劇毒的物種了啊!

毒蛇?放來兩廣試試?現在可是天氣轉涼了,可要來個龍虎鳳進補了!

等秋天過了,廣東的冬天那麼濕,患有風濕骨病的老人不來口蛇酒驅風寒怎麼行啊?


主要原因還是人太少了。中國古時候南方不也多毒物瘴氣之類嘛,自南宋後就不曾有過這樣的記錄了


一點粗淺的理解

袋鼠國地廣食物稀,難說什麼時候碰到個能吃的,到時候自己都餓的爬不動了怎麼追,所以要瞅准機會咬一口,有毒的就可以把毒液注射到獵物,掙脫了也不怕追不上,要是沒毒獵物跑了就跑了


這不是很簡單嗎?

因為沒有中國人,

所以沒有被吃完。


很可能:獵物的稀少,只有毒性大的物種才存活下來。

獲取食物和同類交配權競爭(食物):獵物太少時,獲取獵物有效性(不餓死)與毒性成正比。毒性小的後代就容易被淘汰。

躲避天敵:澳洲封閉,環境惡劣,天敵留下來的少。

附錄:最新模型定義蛇毒進化 劇毒蛋白質進化於無毒基因 -- 生命奧秘 -- 中國科技網[

最新模型定義蛇毒進化 劇毒蛋白質進化於無毒基因

鳳凰科技訊 北京時間12月10日消息,據科學日報報道,目前描繪蛇或者蜥蜴嘴巴內部主要基因的科技改變了科學家們將動物定義為有毒的方式。如果口腔腺體能夠表達與「毒素」相關的20個基因家族中的一些基因,那麼這個物種就被定義為有毒。然而,美國德克薩斯大學阿靈頓分校的一項最新研究挑戰了這一定義,這些研究還建立了一個描述蛇毒是如何產生的新模型。這項發表在期刊《分子生物學和進化》上的研究是基於對黃金蟒,也稱緬甸蟒(Python molurus bivittatus)不同部位的組織里相關基因或「基因家族」的對比分析。

劇毒蛋白質進化於無毒基因

由美國德克薩斯大學阿靈頓分校生物學助理教授托德·卡斯托(Todd Castoe)帶領的研究小組——其中還包括來自美國科羅拉多大學和英國的研究人員——發現蟒蛇口腔腺體里包含的所謂毒素基因家族水平與蟒蛇大腦、肝、胃和其它器官組織里相同基因的水平非常相似。科學家們表示這項發現展示了蛇毒基因在進化成蛇毒之前的功能。它還顯示了蛇或者蜥蜴口腔腺體里這類與蛇毒相關的基因的表達尚不足以完全定義一個物種是否有毒。

「對蛇毒的研究非常普遍,因為它對治療和理解毒蛇咬傷,以及潛在的將蛇毒應用於藥物研發非常重要。然而,在此之前所有的研究都關注於毒腺,也就是蛇毒在被釋放之前所產生的部位。」 卡斯托說道。「至於蛇身體其它部位究竟發生了什麼,目前並沒有確切的研究。這是首項利用蛇毒基因組研究蛇身體其它部位的研究。」

了解蛇毒的進化可以幫助科學家們研發更好的抗蛇毒素並提供人類基因進化的知識。卡斯托表示隨著基因分析能力的提升,科學家們發現了越來越多證據支持一項長久的理論。這一理論認為劇毒蛋白質進化「產生」於無毒基因,這些基因在身體其它部位具有普通的功能,例如調節細胞功能或者消化食物。

「這些結果顯示了基因或者之前被解譯為『毒素基因』的轉錄基因可能只是普通的「家政」基因,主要參與維持很多組織正常的新陳代謝。」研究合作作者、美國北科羅拉多大學生物學教授史蒂芬·麥克西(Stephen Mackessy)這樣說道。「我們的結果還表明,蛇毒和蛇毒遞送系統並非有單一的古老起源,而是從好幾個單獨的爬行動物血系裡獨立進化而成的。」

卡斯托是2013年一項描繪黃金蟒基因組研究的首席作者。蟒蛇並沒有被定義為有毒,即使它具備某些在其它物種中進化成蛇毒的相同基因。而其中的差別在於,毒蛇,例如響尾蛇和眼鏡蛇,的蛇毒基因家族被擴展得具有多個這種基因的副本,而某些副本進化成可以產生劇毒蛋白質的基因。

「在蛇毒基因家族擴展並重新分工之前,無毒蟒蛇從已經從蛇類進化樹中分離出來。因此蟒蛇代表了一扇窺探蛇毒進化之前蛇類的窗戶。」 卡斯托解釋道。「研究它將幫助我們描繪很多脊椎動物,包括人類身上這些基因家族是如何進化成致命毒素編碼基因的畫面。」

卡斯托實驗室的研究生雅克伯·雷耶斯-貝拉斯科(Jacobo Reyes-Velasco)是這項最新研究的首席作者。其它合作作者還包括德克薩斯大學阿靈頓分校生物學學院的達仁·卡德(Daren Card)、奧德拉·安德魯(Audra Andrew)、凱爾·謝恩伊(Kyle Shaney)、理查德·亞當斯(Richard Adams)和德魯·施爾德(Drew Schield),以及英國利物浦熱帶醫學院的尼古拉斯·卡斯韋爾(Nicholas Casewell)。

研究小組調查了蟒蛇、眼鏡蛇、響尾蛇和毒蜥(Gila monster)共享的24個與蛇毒有關的基因家族。蛇毒進化的傳統觀點是它是蛇和蜥蜴進化過程中某個時間點發展而成的一個核心蛇毒系統,這就是著名的Toxicofera演化支假說,而劇毒蛇類,也被稱為高級(Caenophidian)蛇的進化發生在這一演化支之後。至於進化為什麼從25000多個基因中選擇24個基因形成高度劇毒的編碼基因,目前的解釋非常匱乏。

「我們相信這項研究將為未來研究提供重要的基準線,幫助蛇毒研究人員更好的理解導致蛇毒里毒性分子混合物的產生的過程,並定義對於殺死獵物和在人類蛇毒咬傷患者身上出現的病理學至關重要的分子。」

在研究蟒蛇物種時,研究小組發現了與蛇毒有關的基因家族存在好幾個與其它基因不同的共同特徵。與其它蟒蛇基因家族相比,蛇毒基因家族「整體表達水平較低,只在非常少的組織里具有中等以上的表達水平,且在所有組織里基因表達水平呈現最大的變異性。」 卡斯托表示。

「進化似乎是基於基因表達的位置(或者是否表達),以及表達的程度來選擇進化成蛇毒的特定基因。」 卡斯托解釋道。基於這些數據,最新研究提出了一個包含蛇毒進化三步驟的新模型。首先,這些潛在有毒的基因默認出現在口腔腺體里,因為它們雖然表達水平較低,但在整個身體里的表達較為一致。其次,由於自然選擇這些基因在口腔腺體里的表達是有益的,因此口腔組織里這些基因的表達水平比身體其它部分要更高。最後,隨著蛇毒進化的越來越有毒,這些基因在其它器官里的表達逐漸降低,從而限制這些毒素在其它身體組織里的分泌產生潛在的有害效應。

研究小組將這一模型稱為逐步中間近中性進化補充(SINNER)模型。他們表示蛇和其它動物里不同的蛇毒水平或可以追溯到不同物種或者同一物種不同基因從SINNER模型開始到結束的連續統一過程中出現的變化性。

卡斯托表示研究的下一步將是調查劇毒蛇的基因組,以調查SINNER模型的可靠性。就目前而言,卡斯托和他的研究小組希望這些發現能夠改變將物種定義為有毒的方式。「什麼是蛇毒,以及什麼物種是有毒的,需要更多的證據來界定。這些發現提供了我們觀察蛇類口腔腺體時應該思考的問題的全新視角。」(編譯/嚴炎劉星)

環境好的紐西蘭沒有毒蛇。


因為人類進入的晚,而且數量少。沒有對當地生物多樣性造成全面的破壞。特別是可能會威脅到人類生存的物種,不像其他大陸那樣幾乎被消滅殆盡或者趕到人跡罕至看不到的地方了。


為什麼需要的都進化出毒性攻擊了??火遁呢?土遁呢?雷遁呢?水遁呢?風遁呢?魔法攻擊呢!!!地球資源那麼豐富,元素那麼齊全!就跟毒過不去!

排第一的水母,住水裡還會半隱身術,居然不會用水遁魔法!!!還TM追著你放毒!!真是太讓我失望了!!!


因為人類登上這片大陸太晚,還沒有進化出來對毒的免疫力。毒不毒的定義不就是有么有免疫力嗎?


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