《有毒》:是致命武器还是救命毒药?看扁头泥蜂如何操控意识
《有毒》:是致命武器还是救命毒药?看扁头泥蜂如何操控意识
有一天,生物学教授把自己的宠物——一只叫做德古拉的水蛭,带到课堂上给学生们演示,活的水蛭到底是什么样子。
教授激动地走上了讲台,拿出一个装满水的透明杯子,逗弄水蛭在里面游玩。然后教授镇定地把德古拉放在自己的手臂上,让它吸自己的血,同时向大家介绍德古拉的口和它毒素中含有的抗凝剂。一般情况下,水蛭会吸几分钟血,等到吃饱之后,就会心满意足地松开口掉下去,它的血液中含有抗凝剂,手臂也不会继续流血。
不过这天,德古拉掉下去之后,教授手臂上的血还在继续流淌,怎么止也止不住,场面非常尴尬,。第二天,教授得到了礼貌的告诫:以后不能再做这样的演示了。
这件事发生在克里斯蒂·威尔科克斯上大学的时候,那时无脊椎动物生物学是她本科的必修课,必修课的老师就是上面这位教授。
克里斯蒂·威尔科克斯对生物学有着永不满足的热情,她拥有广泛的科学背景,是一位获奖的科学作家。她以对当代科学和科学观点的微妙平衡而闻名,并以恰到好处的机智和幽默见长,她的获奖作品被收录在多部文集中,包括《国家地理》《大众科学》和《华盛顿邮报》。
《有毒》是她写的一本关于毒液的科普书,这本书一出版就获得了广泛的赞誉,列于科学书籍排行榜前三名,被《史密森》杂志评为2016年度的优秀科普书。
克里斯蒂·威尔科克斯在这本书中颠覆了以往我们对毒物毒液的刻板认识。在作者看来,每一种毒物的出现并不是意味着生命的终结,恰恰相反,它代表了生命的另一种机会。地球的致命毒物远远比你想的有趣。
作者探索过世界上形形色色的有毒动物,她将带领我们一起了解毒液的演化,毒物的运作方式对人类的影响以及毒液为何具备改变当代生物化学和医学发展的非凡潜力。
等等,说到这里,你是不是默认我们的作者是一位勇敢的男性?错了,我们的作者克里斯蒂是女性。是不是更让人出乎意料了?也许有人怀疑她是在作秀,不过摆拍了几张图片?还真不是这样的。
克里斯蒂从小就对动物特别热爱,特别是毒物,她非常迷恋那些危险而致命的物种。
小时候她家住在夏威夷的凯卢阿,离家不远的海滩上经常会出现一堆蓝色的泡泡。这个泡泡是被海浪冲上岸的僧帽水母,它们看起来非常漂亮和脆弱,克里斯蒂总是情不自禁地用手边任何能找到的东西去戳它们半透明的蓝色身体。
虽然僧帽水母的螫刺(就是毒刺)给克里斯蒂留下了刻骨铭心的记忆,但是,她的热情并未因此减退,反而随着时间的流逝,变得越来越执着了。
还有一次她从后院里面抓了一条蛇,她妈妈差点晕了过去。就连她的博士论文,研究的都是有毒的蓑鲉。
克里斯蒂研究有毒生物也并非毫发无损,她曾经被猴子咬过,打了8针免疫球蛋白和4针狂犬病疫苗,也被海胆蛰过,去夏威夷找过子弹蚁(子弹蚁是全世界咬人最疼的昆虫。)近距离地接触过响尾蛇,但是这些经历并没有让她害怕,反而成为无价之宝。其中扁头泥蜂和毒蛇令人印象深刻。
01 雌性扁头泥蜂控制蟑螂的意识,让蟑螂乖乖成为幼蜂的口粮
很多人看到蟑螂的第一反应就是尖叫,勇敢一点的会踩死它或者拿拖鞋拍死它,但是,在生物界存在奇妙的生物链,有一种叫做扁头泥蜂的生物可以直接控制蟑螂。
电影《异形》系列里面破胸而出的怪物原型正是和扁头泥蜂类似的物种。这个故事非常简单而吊诡:雌蜂能控制蟑螂的意识,抹去蟑螂恐惧逃生的意愿,让它们乖乖成为幼蜂的口粮。
事实上,让健康的蟑螂变成行尸走肉的并不是什么无药可治的病毒,而是一种毒素。这种毒素能够直接作用于蟑螂的脑部,就像麻醉一样。
无论是人类的大脑还是昆虫的大脑,核心都是神经细胞。扁头泥蜂正是将自己体内的毒素直接注入到蟑螂的脑部,让蟑螂变成乖乖听命、毫无思想的木偶任它摆布。
如果你以为扁头泥蜂的个头非常巨大,那你就错了,扁头泥蜂的个头通常只有蟑螂的几分之一,这更让人好奇了,个头偏小的泥蜂是如何控制体型庞大的蟑螂的呢?
扁头泥蜂对蟑螂进行两次攻击。第一次从上方向下俯冲,用嘴叼着蟑螂,同时把毒刺瞄准蟑螂身体中部,也就是蟑螂的第一对腿之间的胸口,扎进去。注射过程只需要几秒,毒素化合物就会马上起效,蟑螂陷入暂时的瘫痪。
然后扁头泥蜂再发起第二次进攻。由于蟑螂已经陷入暂时的瘫痪状态,扁头泥蜂可以顺利地进行更精准地瞄准注射。扁头泥蜂用自己长长的毒刺,将“洗脑”的毒素直接注入蟑螂大脑中。
我们知道,人类做头部手术,肯定要先把头颅骨打开,但是,扁头泥蜂胜过任何一位杰出的脑部专家。扁头泥蜂能隔着蟑螂的外骨骼,精确地感受到毒刺的位置,准确地把毒素直接注入到蟑螂脑子里的特定区域。整个过程快速,准确,毫无偏差。
完成这两步,扁头泥蜂就彻底控制住了蟑螂。蟑螂不会死,接下来扁头泥蜂要上演好戏了。
蟑螂很快就会从短暂的麻痹中恢复,然后,它开始做一系列的工作,首先蟑螂它会进行自我清洁。
这个自我清洁是非常挑剔的自我清洁流程,大概会持续半个小时。
如果你知道蟑螂进行自我清洁是为了什么,你也许会毛骨悚然。有科学家认为,蟑螂的这种清洁行为是为了保证给脆弱的幼蜂提供干净无菌的美餐。
换句话就是说,把自己洗干净给别人吃。。。
当蟑螂在清洁身体的时候,扁头泥蜂就会离开它,去寻找一个合适的地穴。
黑暗的地穴要用来安置自己的孩子和即将成为孩子食物的僵尸蟑螂。地穴找好之后大概半个小时,泥蜂会回来接蟑螂。注射的毒素在半小时内,已经完全起效,蟑螂彻底丧失了逃跑的意愿。虽然它的运动能力并未受损伤,但是它却完全放弃了使用。
看到洗得干干净净的蟑螂,泥蜂表示很满意。它抚摸蟑螂的大腿,然后一口咬下去,痛快地啜饮,享受美味。放心,蟑螂根本不至于毙命,乖乖地听凭泥蜂摆弄。泥蜂吃爽了,就愉快地拖着蟑螂走向它事先找好的地穴。
到了洞穴之后,泥蜂会在蟑螂的腿上产下一枚卵,然后把洞穴封起来,让自己的孩子和蟑螂呆在里面。有人会问,难道就不怕蟑螂跑掉?或者意识清醒过来把泥蜂的孩子吃掉?又或者蟑螂在这个期间难道不会死吗?
完全不会。扁头泥蜂的毒素,注射非常精准,只是改变了大脑对于感知的反馈。毒素只会抑制脑部特定的神经细胞,削弱蟑螂的活跃度和敏感度,所以蟑螂会变得无所畏惧,一点都不怕被埋在地下,活生生地被吃掉。
另一方面,扁头泥蜂的毒素除了控制蟑螂的意识,还有另一种非常可怕的作用。当蟑螂在地穴里乖乖等死的时候,毒液会减缓它的新陈代谢,以保证它能够活到幼蜂出生。
为什么中毒后的蟑螂,可以活得那么久,关键可能在于充足的水分。虽然科学界暂时还不清楚,保持充足水分的具体运作机制,但是,这个关键确保了扁头泥蜂的幼虫破壳而出时,有新鲜的食物可吃。然后,要不了多久,新的扁头泥蜂就会钻出地穴,把蟑螂的遗骸永远地留在身后的黑暗之中。
整个过程听起来毛骨悚然,然而这正是自然界运作的自然规律。越去了解,越觉得大自然的演化不可思议。
02 毒蛇如此可怕,但是万万没想到,它竟然影响了人类的进化。
说到毒物,人们脑海中可能首先想到的是蛇。蛇类是全世界最主要的有毒杀手。每年被蛇咬死咬伤的人有十万之多,这个数字让人瑟瑟发抖。对于人类来说,蛇始终是致命的威胁之一。我们的灵长类祖先通常是毒蛇的猎物,而非掠食者,所以顺理成章的,人类也没有办法免疫这些动物的毒素。而且我们知道,至今为止,人的体内并没有对抗蛇的抗体。
除此之外,这个物种甚至还影响了人类的进化。
包括人类在内的所有灵长类动物都天生怕蛇,人类十分擅长发现蛇的踪迹,无论是在杂乱的环境中还是在视野的边缘,都能够探测到蛇的存在,有时候我们的眼睛甚至先于意识发现,这种现象叫做前意识检测。
比如说,如果有蛇的图片从电脑屏幕上闪过,哪怕速度快到让人无法看清,但是你也会产生生理性的焦虑和怀疑。而蘑菇,花朵这些没有威胁的图形,不会引起你这样的反应。也就是说,为了躲避蛇,我们的眼睛和视觉神经都发生了针对性的演化。
圣经最早在伊甸园中就出现了蛇,蛇是知识和邪恶的象征。传说埃及女王克娄巴特拉,让毒蛇咬自己的胳膊自杀的。罗马统治者屋大维非常喜欢这个故事,所以他在克娄巴特拉的雕像上放了一条蛇,然后让人抬着雕像在街上游行,以此来炫耀自己的战功。
在古代被蛇咬死这样的死法非常高尚,适合这位伟大的女王,当时埃及人认为,被蛇咬死的人将获得灵魂的永生。
毒蛇如此可怕,但是别忘了,自然界是一物降一物。毒蛇也有它的天敌,有一种动物叫做食蛇者,它们以蛇为食。像猫鼬,蜜獾,食蛇鹰等等。在这些动物体内,有对抗最强蛇毒的生命能力。它们根本不怕蛇。因为它们敢于吃蛇,挑战蛇,所以通常会赢得人们英勇无畏的赞誉。
但是进化是相互的,物种之间会相互影响,高频率的互动让不同的物种变得密不可分,有毒的动物演化出强效的毒素来击退猎物,而另一个物种则演化出了强大的防御机制来对抗最强的毒素,相生相克。
03 过敏是免疫错误?不是的,解药或许就藏在过敏中。
如果你以为免疫系统是身体忠实的卫兵,会保护我们,赶走入侵者和不速之客,那你就错了。我们的免疫系统并不可靠,它们更像是雇佣兵,一般情况下它们的确能保护我们,为我们而战,但是它们也会临阵反水,只要有合适的激励。
它会攻击我们自己。免疫系统会将一些通常无害的毒素,像蜜蜂的毒质,变成致命的杀手,其中起关键作用的就是过敏。
谁也不知道为什么会过敏。医学界把过敏定义为“过度敏感的免疫反应。”引起过敏反应的物质被称之为“过敏原”。任何能激发免疫通路、刺激抗体声称的任何东西都可能成为过敏原。
医学界普遍认为过敏是免疫错误。但是鬼才科学家玛吉·普罗飞特提出了毒质假说,她认为,过敏不是其他过程的副作用,它的存在有它的意义。
“从演化的角度来说,过敏的确会让我们的身体付出代价,但是既然人体保留了这种机制,就说明这种适应性演化利大于弊。”
玛吉的毒质假说主要有四个观点。
首先,毒质广泛存在,破坏力巨大,所以会带来强烈的演化驱动力。以为毒质无处不在,所以我们的身体自然演化出防御机制。大多数毒质不仅会在当下造成破坏,还会留下深远的影响。比如癌症,就是毒质刺激突变引起的。
其次,毒质的生理活动会触发过敏反应。比如说,很多毒质会结合血清蛋白质,这很容易引起过敏。
再次,大部分过敏要么有毒,要么携带能结合更小毒质的蛋白质。也就是说,毒素本身是有毒的,但除此之外,那些看起来无害的过敏原也可能会携带毒质。
举个例子,干草里可能藏着黄曲青霉素,这种物质会严重损伤肝脏。
最后,过敏症状可能对中毒者有好处。
呕吐、打喷嚏,咳嗽等行为能排除毒质,降低血压也能延缓毒质在体内蔓延的速度。可以这么理解,过敏是一种特殊的免疫系统,它是身体应对毒质的最后一道特殊防线,是保护我们的身体。
如果毒质假说成立的话,那么医学家科学家或许不必再辛辛苦苦去寻找解毒的良方,解药伪装成了过敏,需要破解。这将意义非凡。要知道,每年全球的毒蛇伤人事件超过40万,超10万人因此丧命。除此之外,像蜘蛛、蝎子、水母还有其他的动物杀手,都会导致大量的人群死亡,都迫切需要找出解毒的办法。
我们总结一下,第一部分说了,雌性扁头泥蜂控制蟑螂的意识,让蟑螂乖乖成为幼蜂的口粮;第二部分说了毒蛇虽然非常可怕,但是它竟然影响了人类的进化;第三部分说了过敏或许并不是免疫错误,而是保护身体的一种机制。
为什么要花费大量的时间、精力、金钱去研究毒物,毒液呢?毋庸置疑,是因为毒素拥有无与伦比的制药潜力。
吉拉毒蜥的毒素中含有一种叫艾塞那汀的化合物,它彻底改变了医生治疗糖尿病的方式,让糖尿病患者得到了更有效的治疗。
一把肉毒素能够消灭整个人类,但是,在额头上注射微量的肉毒素能够有效抹平皱纹。
如今我们已经能够从基因和细胞的层面来理解毒液分子对人类的影响,科学家们仔细研究毒液的各种组成部分,试图搞清楚不同的成分对人类的不同组织造成的影响。
这些精密的作用机制,让毒液能够被人类所用,进而开发成为治疗癌症和艾滋病的潜力药物,所以毒液在人类的医疗领域里面,有很大的价值,有毒动物在生态体系中也占据着重要的地位。
这些生物远比你以为的有趣。无论你是否喜欢,毒物致命的天性的确影响着人类的演化。在演化的过程中它们作为我们的敌人,但又帮助我们变成了今天这个样子,它们还将影响我们的未来。从演化的角度来说,人类的演化命运永远和蛇、水母和其他的有毒生物交织在一起。
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。”毒物的出现,是生命的另一种机会。不要总想着要灭绝它们,其实它们的存在和我们密切相关。在它们身上,我们也得到了很多启发。假以时日,一定能够更好地为我们所用。
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