蛇恐預警
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畢竟怕蛇可能是一種古老的反應
今年是蛇年??v觀今年的各種生肖吉祥物,大多都被可愛化或卡通化——究其原因,大概與許多人都怕蛇有關,因而要盡量避免蛇原本的形象。
但,你有沒有想過,人怕蛇的同時,蛇可能也怕人呢?
在古今中外關于蛇的恐怖傳說中,不少蛇都有“遠程殺生”的技能。例如古希臘和古羅馬時期的蛇怪basilisk,只靠目光就能致人死地;柳宗元《捕蛇者說》里的“異蛇”,只要接觸就能殺死草木。這也不完全是古人的臆想,在現實中,蛇確實擁有一種高效的能對人造成傷害的遠程技能——噴毒。
莫桑比克射毒眼鏡蛇(Naja mossambica)噴射毒液的瞬間|來源
能噴毒的蛇,毒牙有特化的出口,可以引導毒液向前或向上噴射,最遠能射出2.5米。最可怕的是它們還會瞄準人眼睛,被射中會引發劇痛、嚴重發炎,甚至可能永久失明。然而,這件惡毒的武器,對于蛇的捕食卻收效甚微,因此有科學家猜測:噴毒產生于毒蛇和人類祖先的軍備競賽——換句話說,是因為蛇要對付人類祖先,才發展出了這一特異技能。
噴毒源自人蛇積怨?
雖然人人談毒蛇而色變,但從蛇的角度看,靈長類也是強大的敵人。靈長類視力好、很聰明,發現蛇會報警,還會發動同伴圍而殲之,甚至(非人靈長類)還會使用簡單的工具。有人在哥斯達黎加觀察過,白頭卷尾猴(Cebus capucinus)用樹枝擊打粗鱗矛頭蝮(Bothrops asper)。
白頭卷尾猴|Postdlf / Wikimedia Commons
人類的祖先及其親戚在地面上活動,增加了遇到蛇的幾率,而且“恐怖直立猿”及其親戚無論聰明、團結抑或使用工具的能力,都比其他靈長類動物更上一層樓。因此,一些科學家認為,噴毒是一項專門為人科動物打造的武器。
眼鏡蛇科的三個家族分別進化出了噴毒的能力,一個是眼鏡蛇屬(Naja)的眼鏡蛇亞屬(Naja),一個是眼鏡蛇屬的非洲噴毒眼鏡蛇亞屬(Afronaja),一個是唾蛇屬(Hemachatus)。
阿氏射毒眼鏡蛇 (Naja ashei)是世界上最大的噴毒蛇,體長最長可達2.75米,一次能釋放6.2毫升毒液|MorphinESTP / Wikimedia Commons
綜合基因變異和化石記錄,我們可以估測它們進化出現的時間。這就能發現兩個有趣的現象:眼鏡蛇亞屬出現在250萬~420萬年前的亞洲,和直立人進入亞洲的時間存在重疊;非洲噴毒眼鏡蛇亞屬出現在670萬~1070萬年前,和人類與黑猩猩祖先分化的時間存在重疊。
這至少說明存在一種可能性:人類的崛起給蛇施加了新的自然選擇壓力,蛇因此演化出了新的自保手段——在人類遠距離攻擊(比如用棍子打)的時候,用噴毒這個遠程手段還以顏色。
噴毒蛇是絕痛毒師?
“噴毒是蛇與人科軍備競賽的結果”,這個假說還有一個更加隱秘的證據——來自蛇毒的險惡功能。
科學家們做了實驗,使用各種毒蛇的毒液,以及毒液里分離出的不同成分,來激活哺乳動物的三叉神經元。三叉神經元的功能之一是控制眼睛,用這種辦法,我們就能知道不同的蛇毒噴到眼睛里到底有多疼,而不用對人和動物做殘忍的事。
結果發現,“噴毒蛇”對神經細胞的刺激效力明顯超過“不噴毒蛇”。也就是說,它們不僅會噴人眼睛,被噴中的人還會異常疼痛——如果把“不噴毒蛇”的毒液裝水槍里去滋人,是不會有這么疼的。
處理中南半島射毒眼鏡蛇(Naja siamensis)時,需對進行全臉防護|Danny S. / Wikimedia Commons
值得注意的是,科學家使用分離的各種毒素測試,只有一類叫心臟毒素(cardiotoxins,CTXs)的成分能激活感覺神經元。然而,如果單單只有心臟毒素,并不能重現“原汁原味”的毒液刺激效果。
科學家發現,另外一類叫磷脂酶A2(phospholipase A2,PLA2)的毒素成分,能夠顯著加強心臟毒素刺激神經的效果。噴毒蛇和它不噴毒的近親,在心臟毒素的量上區別并不大,但噴毒蛇的磷脂酶A2量明顯多于不噴毒蛇,噴毒蛇制造磷脂酶A2的基因數量也多于不噴毒蛇。也就是說,心臟毒素和磷脂酶A2協同作用,造成了更大的痛楚。
對眼鏡蛇科的進化樹進行梳理,會發現“磷脂酶A2基因增加”和“噴毒能力的起源”這兩件事共同出現。這下事情就很有意思了。噴毒蛇似乎是特別強化了毒液的“疼痛”這一功能。這對捕獵是沒用的——除非有利可圖,進化不會無故促使動物折磨它的獵物;但這對增加噴毒的殺傷力,卻是再有效不過的手段。
人類也不甘被動
在軍備競賽中,靈長類也沒有坐以待斃。捕食蛇的獴、蜜獾有抗毒性,但你有想過,人類也有天生的抗毒性嗎?
想理解這件事,首先需要科普一點神經化學的知識。
我們體內有一種物質叫乙酰膽堿,在神經和神經、神經和肌肉之間進行“無線傳遞”,可以把它想象成神經的WiFi信號。細胞表面有一類特殊的分子,叫做乙酰膽堿受體,負責接收乙酰膽堿。眼鏡蛇科和海蛇科的毒液中有一種成分叫α-神經毒素,能跟乙酰膽堿受體結合,從而阻止它接收乙酰膽堿。這樣,肌肉收不到信號,就動彈不得了,情況不好甚至會呼吸肌癱瘓而導致人活活憋死。
有一種乙酰膽堿受體,叫做α-1尼古丁型乙酰膽堿受體(α-1 nicotinic acetylcholine receptor,縮寫為α-1 nAChRs。這個名字很嚇人,但它不是說你的神經里有尼古丁,而是說它會跟尼古丁產生反應)。作為一種乙酰膽堿受體,α-1 nAChRs也能和α-神經毒素結合。但與大部分哺乳動物比起來,所有的猿和一些生活在非洲和亞洲的、比較“進步”的猴子,它們的α-1 nAChRs對α-神經毒素的結合效果比較差——而在其中,我們人類和親戚大猩猩、黑猩猩,結合的效果尤其差,這也就減少了α-神經毒素對機體的損害。也就是說,我們在一定程度上能夠抵抗α-神經毒素和乙酰膽堿結合,從而減輕了蛇毒的作用。
毒蛇噴出的毒液,攻擊范圍最遠可達2.5米|Wolfgang Wüster
非洲和亞洲都是眼鏡蛇科的分布范圍,所以我們和我們的猿猴近親,已經和它們共同進化了相當長久的時間,產生了一定的抗性。相比之下,美洲的猴子和馬達加斯加的狐猴,就沒有對α-神經毒素產生抗性。
當然這不是說人百毒不侵。蛇毒是很復雜的混合成分,我們能抗這種毒素,不代表能抗其他的,而且這種抵抗功能只是“一定程度上”的,并不是完全抵抗。對人類來說,大多數眼鏡蛇科仍然是劇毒。那我們為什么不進化出完全抵抗α-神經毒素的受體呢?可能是因為毒抗性會影響到受體正常結合乙酰膽堿的能力,也就是“WiFi信號”會變差,所以抗毒的好處到了一定程度,就可能被“信號差”的壞處抵消掉。進化中的許多事情都要權衡多方利弊,不能像游戲一樣胡亂加點。
在一個實驗中,被試者需要觀看不同清晰度的蛇、蜘蛛和鳥類的照片,結果證明對蛇的影像更為敏感|Nick Beligiannis, et al. 2022
如果我們離開物質的領域而進入意識的世界,也會發現毒蛇的蜿蜒陰影像古神一樣盤繞不去。
科學家對猴子的腦子進行了掃描,發現如果它們看到蛇,丘腦枕和杏仁核的神經元都會產生反應——這是一條相當原始的神經通路,在大腦發達的靈長類里已經很少被使用。也就是說,對蛇的反應(比如發現蛇、害怕蛇)是頭腦里一個相當古老的程序。
這又涉及到一個跟“噴毒蛇與人存在軍備競賽”相似的假說:蛇探測理論(snake detection theory)。這個理論認為,自打靈長類起源之前,蛇就是小型哺乳動物的重要捕食者,所以靈長類進化出了特別擅長“發現蛇,并及時做出反應”的視覺和頭腦。
所以,我們和蛇的“孽緣”可謂積怨已久。一項心理調查發現,超過50%的受訪者怕蛇,其中2%~3%對蛇有恐懼癥反應。我們之所以會對蛇產生這么多的恐怖聯想,或許是因為蛇的恐懼歷史,比我們想象的更長。
參考文獻
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作者:紅色皇后
編輯:黃線狹鱈
本文來自果殼自然(ID:GuokrNature)
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