在哥伦比亚亚马逊的一片雨林里，十条蛇正面临一场生存考验。它们在圈养环境中已经几天没有进食，而眼前的猎物——三条纹箭毒蛙（Ameerega trivittata）——的皮肤含有剧毒，包括组骨毒素、布丁毒素和十氢喹啉，能破坏关键的细胞蛋白。
六条皇家地蛇（Erythrolamprus reginae）选择忍饿，而剩下的四条蛇则冒险捕猎。令人惊讶的是，它们在吞食之前会先把青蛙在地面上拖行，类似某些鸟类清除猎物毒素的方式。这一行为正是加州大学伯克利分校的生物学家瓦莱里娅·拉米雷斯·卡斯塔涅达及其团队观察到的。实验显示，四条参与捕猎的蛇中，有三条成功存活，说明它们体内具备处理毒素的机制。
数亿年来，生物世界一直在进行“化学战”。微生物用毒素消灭竞争者或攻击宿主细胞；动物利用毒素捕猎或防御；植物则通过毒素保护自己免受食草动物侵害。为了生存，许多生物进化出抗毒策略，有的甚至会储存毒素来保护自己或攻击敌人。
加州大学伯克利分校的进化生物学家丽贝卡·塔文指出，这些微小的化学分子能够悄然改变整个生态系统的互动模式：“哪怕只有几毫克的化合物，也可能影响生态链中的所有生物。”
毒素的来源与生物适应
生物有多种方式获得毒素。一些动物自行合成毒素，例如蟾蜍会产生强心苷，这种化合物能阻断钠钾泵的正常工作，而钠钾泵对于细胞功能至关重要。河豚的毒素则源自体内共生的细菌。毒蛙等动物通过食物链摄取毒素，例如它们捕食带毒的昆虫和螨虫。
动物在进化过程中不仅要学会承受毒素，还会调整自身生理结构。例如，食用富含糖苷植物的昆虫演化出抗糖苷的钠钾泵，以避免中毒。然而，这种改造通常伴随副作用：泵的效率降低，对神经系统尤为关键。德国汉堡大学的分子生物学家苏珊娜·多布勒发现，部分昆虫通过额外的机制保护其大脑免受毒素侵害，例如通过 ABCB 转运蛋白将毒素排出神经组织。
蛇类的抗毒策略
对于皇家地蛇而言，肝脏是其抗毒核心。实验表明，蛇肝提取物能够中和三条纹箭毒蛙的毒素，可能通过酶将有毒物质转化为无害形式，或通过特定蛋白将毒素吸附，使其无法攻击细胞。类似的“毒素海绵”机制也出现在某些毒蛙和地松鼠身上，它们能中和摄入或遭受的毒液，从而存活下来。
然而，这种防御并非万无一失。地松鼠与响尾蛇之间的猎物-捕食者关系显示，蛇会不断进化新的毒液以突破松鼠的防御机制。因此，即便具备抗毒能力，动物通常仍会采取避免接触毒素的策略——例如蛇会拖拽猎物，海龟只食用毒蝾螈的无毒腹部，而帝王毛毛虫会排出毒液再吞食马利筋植物叶片。
毒素的二次利用
不仅如此，某些动物还能将摄取的毒素用于自我防御。彩虹色的狗祸甲虫从寄主植物吸收毒素，通过 ABCB 转运蛋白运送到体表作为防御武器；帝王蝶与马利筋植物的关系也是一个典型例子。研究发现，黑头罗喙鸟等捕食者能够耐受特定毒素，使其可以安全捕食帝王蝶，展示了毒素在生态系统中的广泛影响。
从蛇拖拽猎物的行为，到昆虫利用毒素防御，再到捕食者适应毒性猎物，毒素塑造了自然界复杂而精密的互动关系。科学家们研究这些机制，不仅揭示了生物进化的奥秘，也为人类中毒治疗提供了潜在启示。
本文译自：sciencealert ，由olaola编辑发布