威脅生命的莫哈韋響尾蛇毒液比預(yù)期的更常見

莫哈韋響尾蛇生活在美國西南部和墨西哥中部的沙漠中，它的特點(diǎn)是致命的毒液，可以關(guān)閉你的身體或使你的內(nèi)臟變得脆弱?？巳R姆森大學(xué)的研究人員說，哪一個(gè)取決于你的位置。

早在20世紀(jì)20年代，根據(jù)莫哈韋響尾蛇咬傷的記錄，人們認(rèn)為這些可怕的坑蛇只有神經(jīng)毒性毒液，這是一種酶和肽的混合物，可以破壞神經(jīng)元并麻痹神經(jīng)系統(tǒng)。然而，有些情況卻奇怪地不同?；颊弑憩F(xiàn)出組織損傷、定向障礙和凝血困難等癥狀。經(jīng)過幾十年的研究，科學(xué)家們后來將這些癥狀歸因于莫哈韋響尾蛇的第二種毒液：出血性毒液，這種毒液通過破壞內(nèi)部組織而起作用。

為了找出哪種毒液類型出現(xiàn)在哪里，爬蟲學(xué)家——喜歡兩棲動(dòng)物和爬行動(dòng)物的科學(xué)家——一直在收集中國西南部莫哈韋響尾蛇的數(shù)據(jù)。然而，直到克萊姆森科學(xué)研究所博士后研究員杰森斯特里克蘭(Jason strickland)和生物科學(xué)教授克里斯托弗帕金森(Christopher Parkinson)最近發(fā)表的一篇文章，我們才更好地了解了分布的程度。他們的研究結(jié)果表明，這個(gè)物種具有獨(dú)特的可。

斯特里克蘭說：“在這篇文章之前，‘herp’社區(qū)認(rèn)為出血性毒液非常罕見，只在亞利桑那州的一個(gè)地方和墨西哥的一個(gè)地方發(fā)現(xiàn)過，但我們證明，在蛇的整個(gè)分布中，有幾個(gè)地方發(fā)現(xiàn)過這種毒液?！霸谀承┣闆r下，我們樣本中的個(gè)體有兩種類型的毒液，我們的數(shù)據(jù)顯示它們是混血兒?！?

在一個(gè)物種中保存多種毒液類型與科學(xué)預(yù)期相反。自然選擇的原理——“通常被稱為生存”，因?yàn)樗潜娝苤摹梢灶A(yù)測一種毒液類型將被固定，而另一種毒液類型將在幾代人的時(shí)間內(nèi)逐漸減少。獲勝的毒液取決于哪種類型——出血性或神經(jīng)毒性——最適合莫哈韋響尾蛇，因?yàn)樗诟珊档纳衬胁妒倡C物。然而，這不是正在發(fā)生的事情。

2018年夏天，一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，這一發(fā)現(xiàn)更加奇特。這項(xiàng)研究在整個(gè)美國西南部和墨西哥中部發(fā)現(xiàn)了莫哈韋響尾蛇的四種基因不同的血統(tǒng)，以及血統(tǒng)之間相互繁殖的證據(jù)。深入研究自然選擇，莫哈韋響尾蛇之間的基因交換應(yīng)該會(huì)降低其譜系間的遺傳多樣性，并有效地使毒液類型均勻化，直到最合適的規(guī)則。

“從進(jìn)化的角度來看，這不正常。這不是你所期望的，”斯特里克蘭說?！盎蛄鲃?dòng)可以阻止這種突變。但即使我們在這些種群中發(fā)現(xiàn)了基因流動(dòng)，這種選擇也足夠強(qiáng)大，足以在非常局部的環(huán)境中維持這些特定的毒液類型。”

“我們能證明的是，當(dāng)?shù)厥亲詈玫?。在德克薩斯州，神經(jīng)毒性毒液類型似乎是這個(gè)物種的最佳選擇。但如果我們向南去墨西哥或鳳凰城附近，那么自然界中的某些東西正在發(fā)生變化，不同的毒液類型在當(dāng)?shù)厥亲钚枰?，”帕金森說，他是由克萊姆森大學(xué)、農(nóng)林生命科學(xué)學(xué)院的林業(yè)和環(huán)境保護(hù)系聯(lián)合任命的。

公眾在科學(xué)進(jìn)程中的作用

這一發(fā)現(xiàn)需要美國和墨西哥5個(gè)實(shí)驗(yàn)室的主要研究人員和學(xué)生，以及斯特里克蘭和他的同事通過社交媒體和互聯(lián)網(wǎng)收集的近100名公民科學(xué)家進(jìn)行大規(guī)模的研究合作。研究人員總共在加州、亞利桑那州、新墨西哥州、德克薩斯州和墨西哥收集了216條莫哈韋響尾蛇。事實(shí)證明，“herp”社區(qū)是一個(gè)強(qiáng)大的社區(qū)，日常的蛇愛好者都渴望幫助研究人員改進(jìn)蛇的種類。

該團(tuán)隊(duì)在德克薩斯州西部的年度會(huì)議上召集了一些名為“蛇日”的“牧師”——由愛好者杰夫亞當(dāng)斯指導(dǎo)——以團(tuán)結(jié)對爬行動(dòng)物、學(xué)術(shù)、魚類和野生動(dòng)物執(zhí)法感興趣的公民和“herp”攝影師。為野生動(dòng)物多樣性保護(hù)慶祝并籌集資金。

亞當(dāng)斯說：“通過依靠‘蛇日’的人，杰森和克里斯將在10到20年內(nèi)學(xué)習(xí)，并將在短短幾年內(nèi)完成學(xué)業(yè)?！翱茖W(xué)專業(yè)人士更有效地依賴研究邊界之外的公民，因?yàn)楣駥Ξ?dāng)?shù)貏?dòng)植物了解得更多。也很劃算。公民科學(xué)降低了研究項(xiàng)目的成本，因此像杰森和克里斯這樣的研究人員可以更好地利用他們的資金?！?

這是公民科學(xué)和“跨境研究生和博士后教育”的方面，帕金森在這項(xiàng)研究中脫穎而出。

帕金森說：“毫無疑問，科學(xué)非常重要，但是合作研究和公民科學(xué)對于促進(jìn)科學(xué)發(fā)展非常重要。這不僅僅是關(guān)于某個(gè)房間里一些惱人的學(xué)術(shù)問題，而是關(guān)于研究如何影響人們?！?

具有臨床重要性的有毒物種

每年被毒蛇咬傷的美國人不到1%，死于癥狀的人更少。對于少數(shù)不幸的人來說，了解莫哈韋響尾蛇的分布可以帶來更好的治療效果。如果醫(yī)生知道毒液的類型在他們的區(qū)域持續(xù)存在，他們可以在適當(dāng)?shù)闹委熤懈胁呗浴?

“這些作者發(fā)表了對北美醫(yī)學(xué)上最重要的蛇之一的最廣泛的研究，提供了挑釁性的新想法和令人驚訝的新發(fā)現(xiàn)，”東卡羅萊納大學(xué)的臨床爬行動(dòng)物科學(xué)家肖恩布什說?！斑@項(xiàng)工作提供了對毒液如何變化以及為什么變化的洞察。

化的理解，這將臨床轉(zhuǎn)化為抗毒液開發(fā)，藥物選擇和蛇咬傷的定制醫(yī)療管理的基礎(chǔ)。”

對于科學(xué)家來說，該團(tuán)隊(duì)的研究指出，莫哈韋響尾蛇是一種迷人的種群遺傳學(xué)和進(jìn)化研究模型。無論是與獵物，環(huán)境還是在發(fā)展過程中的飲食轉(zhuǎn)變相關(guān)，為什么莫哈韋響尾蛇會(huì)挑戰(zhàn)科學(xué)的預(yù)測呢?機(jī)制是什么?

帕金森實(shí)驗(yàn)室的未來研究旨在通過對新世界蛇類毒液進(jìn)化的研究來考慮這些問題。