《有毒》|如何正确看待有毒生物和毒液?
了解有毒生物的价值。
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核心书摘:
《有毒》这本书,揭示的是有毒生物背后不为人知的故事。在书中,作者讲解了有毒动物研究者如何“以身犯险”,摸清有毒动物的分布和习性的,还探讨了毒素起作用的机制,厘清不同毒素成分对人类的不同组织造成的影响,最终这些毒液得以为人类所用,进而开发成治疗癌症和艾滋病的潜力药物。读完《有毒》这本书,你会发现,越来越多的研究让科学家更加肯定毒液在人类医疗领域的价值,以及有毒动物在生态体系中的重要地位。
关于作者:
克丽丝蒂·威尔科克斯,一位非常杰出的女性生物学家和科普作者。她的文章常常刊登在《纽约时报》《大众科学》等知名媒体上。
学什么:
1、了解有毒生物和人类的关系
2、了解一些我们耳熟能详的有毒生物
一、鸭嘴兽的“前世今生”
鸭嘴兽是世界上现存的最原始的哺乳生物之一,也是唯一一种卵生的哺乳动物,是真正的活化石。早在2500万年前,鸭嘴兽就已经存在了,一直到今天,它的模样也没有发生什么大的变化。
鸭嘴兽是一种十分罕见的有毒哺乳动物,它身上的毒刺并不是用来抵御天敌的,而是为了争夺配偶。
人类在目前已知的5416种哺乳动物中,发现了12种有毒的哺乳动物,鸭嘴兽就是其中之一。如果近距离观察鸭嘴兽,就会很轻易地发现鸭嘴兽的毒刺,它长在鸭嘴兽后腿黄色凸起的位置,长约2.5厘米。书中讲了一个老兵被鸭嘴兽的毒刺伤到的故事来说明鸭嘴兽的毒性有多强。
一名57岁的老兵在外出打猎时发现了一只受伤的鸭嘴兽,老兵想把它抱起来求助,结果右手被鸭嘴兽的毒刺刺伤。为此老兵在医院住了整整六天,他先是感到剧痛,然后是全身麻痹,无法动弹。刚入院半小时的时候,医生就给他用了足足30毫克的吗啡,但几乎一点用都没有。一般吗啡用来止痛的剂量是每小时1毫克,而当时医生已经用了30倍的常规剂量,仍然毫无效果,可见鸭嘴兽的毒性有多强。
鸭嘴兽的毒性让人痛不欲生,但它释放的毒素却有十分重要的研究价值。科学家发现,鸭嘴兽的毒腺内,共有86种不同的毒质基因,就像是有人从各种各样的有毒生物上剪下这些基因,又把它们拼接到鸭嘴兽的基因组里一样。
为什么鸭嘴兽身上会有这么多其他动物的基因呢?达尔文的进化论认为,地球上很多动物很有可能有着同一个祖先,在经过几百万年的进化演变后,演化出不同的物种。鸭嘴兽从2500万年前存在至今,那么存在它身上的基因,可以向我们解释2500万年前,各种动物进化演变的路径和趋势。所以说,鸭嘴兽的存在就是一份活的证据,它的外表和内在都让我们看到了趋同演化的强大力量。
另一个有意思的现象是,鸭嘴兽的毒性是有季节性的,它们只有在繁殖季节才会制造出最强效的毒素,因为在繁殖季节,鸭嘴兽需要依靠毒素来争夺配偶。这个实验之后,有关鸭嘴兽毒性的争论才算有了定论。
二、“毒王”争霸赛
毒素科学家经常会被问到一个问题,那就是世界上毒性最强的生物到底是什么?这个问题其实不好回答。
科学家定义毒素的强弱,往往要看这种毒素对人类有多大威胁,威胁程度取决于毒素的毒性和普遍性。
要理解毒性,我们需要引入一个常用来衡量毒素的指标:LD50,也叫“中间致命剂量”。LD50是指某种毒质杀死一半测试动物所需的剂量,单位通常是毫克,也就是每千克体重需要的毒质毫克数。一般来说,LD50值越低的物质毒性越强,越高则毒性越弱。
根据LD50的测量数据,人类目前已知的最强毒素,是肉毒杆菌毒素。它的LD50值是1纳克/千克,60纳克的肉毒杆菌毒素就足以杀死一个人。但这种所谓的“最强毒性”其实没有多大意义,因为普通人很难接触到这种毒素,它对人类几乎造不成威胁,所以说,毒性强弱不能当做衡量“毒王”的唯一指标,还需要考虑另一个问题,那就是普遍性。
那些真正对人类生命造成极大危险的动物,往往并不具备很强的毒性;具有很强毒性的生物又比较稀有,而且大多生活在人烟稀少的地方。在综合考虑了毒性和普遍性之后,毒素科学家认为,最毒的生物是蚊科动物,或者说是蚊子。
从每年的致死数量来说,蚊子绝对能排第一。其实单从毒性角度来说,蚊子的毒性并不强,蚊子身上的毒素只是一种血管扩张剂和血液抗凝剂,但并不能致人于死地。之所以说蚊子是最毒的生物,是因为蚊子会传播多种传染病,比如疟疾、登革热和黄热病等。更可怕的是,蚊子能传播的新疾病还在不断涌现,比如寨卡病毒。
既然每年因蚊子而死的人这么多,那我们为什么不干脆彻底消灭蚊子呢?科学家们给出的答案是,如果蚊子灭绝,可能会带来无法预见的后果。比如蚊子的幼虫在水生生态系统中的数量很多,是鱼、蛙、蝙蝠这些动物的日常食物。虽然对大多数物种来说,蚊子并不是它们唯一的食物来源,但失去了蚊子,这些动物肯定也会受到影响。
同样地,蚊子的灭绝还会影响靠它们授粉的植物,这些植物甚至可能会随之消失。消灭蚊子就像是往池塘中扔了一块石头,石头的落点将出现一朵巨大的水花,而且涟漪还会一圈圈向外扩散。
三、毒蛇促进了人类大脑的进化?
人类和蛇的关系悠久而深远。在《圣经》中,蛇是恶魔撒旦的化身,是人类苦难和罪恶的起源。但很少有人知道,蛇类的存在还促进了人类大脑的进化。
过去,研究者们始终不明白,为什么人类的大脑比其他哺乳动物的大那么多。为了解释这个现象,研究者提出了很多假说。最流行的理论认为,灵长类动物巨大的大脑不是为了思考或推理而演化出来的,而是为了更迅速地处理视觉信息。
但美国加利福尼亚大学人类学教授琳内·伊斯贝尔却提出了一个崭新的观点,她说,来自掠食者的压力才是促进灵长类动物视觉进化的真正原因,蛇类就是这个重要的掠食者。
蛇捕食哺乳动物的历史长达数百万年,哺乳动物要想更好地生存和繁衍下去,就得能够探测到那些隐蔽的蛇,而要想发现隐蔽的蛇,就需要具备敏锐的视觉。虽然所有的灵长类动物都擅长探测蛇,但我们人类在这方面的能力更强。有时候我们的眼睛甚至会先于意识发现蛇,这种现象叫作“前意识检测”。这意味着,为了躲避蛇,我们的眼睛和视觉神经发生了针对性的演化,而敏锐的视觉需要复杂的神经网络来支撑,这样就迫使我们的脑部进一步发育,所以人类的大脑要大一些。
四、“精神操纵”大师
最后我们来看一种独特的生物——扁头泥蜂。
生活在热带的扁头泥蜂是一种看上去没什么危害性的昆虫,它对人类确实也没什么威胁,但它却是蟑螂的噩梦。这是因为泥蜂可以操纵蟑螂的思想,让蟑螂心甘情愿地成为幼蜂的食物。那泥蜂到底是怎么做到呢?答案还是毒素。泥蜂的毒素和我们之前提到的蚊子的毒素不同,它的毒素是一种神经毒素,能直接作用于蟑螂的脑部,麻痹蟑螂的意识。
泥蜂的个头只有蟑螂的几分之一,注射毒素时,泥蜂会从上向下俯冲,用嘴叼住蟑螂,同时将“毒素”瞄准蟑螂的身体。泥蜂注射毒素的时间很短,但见效很快,被注射了毒素的蟑螂,会立马陷入暂时的瘫痪,不过很快就会恢复过来,进入一种不同寻常的“自我清洁”状态,在大概半个小时的时间里,蟑螂会格外在意自己的身体,想把自己弄得特别干净,这样一来,泥蜂就能吃到干净无菌的“美食”了。
科学家发现,蟑螂平时根本不会“自我清洁”,它们之所以做出这种独特的行为,就是因为受到了泥蜂毒素的影响,毒素进入蟑螂脑部,会产生大量多巴胺,刺激蟑螂产生清洁的冲动。
我们都知道多巴胺是一种迷人的化学物质,广泛存在于动物身上,常常和成瘾行为紧密联系在一起,能够刺激大脑产生一种独特的“快感”。所以,蟑螂在临死之前,可能就处在一种欲仙欲死的状态,一边沉浸在多巴胺带来的快感之中无法自拔,一边感受着自己的血肉被幼蜂一点点撕咬吞噬。这就是神经毒素的可怕威力。
其实人类社会中的毒品,也是一种神经毒素,中国人接触的毒品可追溯到先秦时期,秦始皇一生都在追求的“仙丹”,本质上就是一种毒品。
在印度,一小撮加在饮料里的眼睛蛇毒粉剂的价格大约是其他非法毒品的5-10倍。使用者刚吸食这种蛇毒时,会感到头晕目眩、视线模糊,接下来就会产生“强烈的兴奋感和持续数小时的幸福体验”。一位瘾君子曾回忆他吸食蛇毒时的感觉,他说:“所有的色彩变得格外鲜明,毒素带给我强烈的镇静效果,让我感到生命如此美丽。我仿佛高高地漂浮在世界之上,没有一丝牵挂和留恋……我的躯壳里正在上演最精彩的派对。时间被扭曲了。我心满意足地在宇宙中徜徉,探索遥远的大陆和星系……”
从这段描述中,我们能够感受到吸毒者的意识和尊严正在被神经毒素掌控和践踏,呈现出如蟑螂一般的可怜状态。
但神经毒素的存在本身并没有错,相反,科学家在对毒素的研究中,意外地发现了很多对人类有帮助的医学成果。比如我们刚刚提到的眼睛蛇毒,瘾君子拿它来吸毒,而科学家们却从中提取出了强效止痛剂;再比如现在最畅销的治疗高血压和心力衰竭的药品卡托普利,就是从美洲矛头蝮蛇的毒素中分提取出的化合物制成的。
千万年来,人类对有毒物种敬畏交织,随着科技的发展,人们才开始意识到毒素的潜力,亿万年的演化将一些毒素打磨调制成特殊的药物,最终为人类所用,毒物的出现,原来是生命的另一种机会。
结语
以上就是《有毒》这本书的主要内容。
有毒的世界,远比我们想象的复杂和精彩,了解有毒的世界,本质上是在了解人类自己。有毒动物引领我们发现生态系统和各物种之间的互动,它们制造的毒素让我们进一步了解自己的身体,通过这些动物我们得以探寻到最基本的演化过程,这些知识都是无价之宝。
正如作者所说,“这颗星球上,每一个物种都有自己的故事,演化的史诗中隐藏着代代相传的知识。任由这些物种消失无异于放火烧掉地球上的一座座图书馆。我们需要的所有信息、理解生命本身的钥匙都在这里。”
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