威脅生命的莫哈韋響尾蛇毒液比預(yù)期的更常見(jiàn)

莫哈韋響尾蛇生活在美國(guó)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)閉你的身體或軟化你的內(nèi)臟?？巳R姆森大學(xué)的研究人員說(shuō)，哪一個(gè)取決于你的位置。

早在20世紀(jì)20年代，根據(jù)莫哈韋響尾蛇的蛇咬記錄，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，會(huì)擾亂神經(jīng)元并麻痹神經(jīng)系統(tǒng)。然而，少數(shù)病例卻有奇怪的不同，患者表現(xiàn)出組織損傷、定向障礙和凝血困難等癥狀。經(jīng)過(guò)幾十年的研究，科學(xué)家們后來(lái)將這些癥狀歸因于莫哈韋響尾蛇的第二種毒液類(lèi)型：出血性，其工作原理是破壞內(nèi)部組織。

為了找出哪種毒液類(lèi)型出現(xiàn)在哪里，爬行動(dòng)物科學(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(guó)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)最近的出版物，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(shuō)：“在這篇文章之前，‘herp’社區(qū)認(rèn)為出血性毒液非常罕見(jiàn)，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(guò)，但我們證明了它在蛇的分布中的幾個(gè)地方都發(fā)現(xiàn)過(guò)?！霸谀承┣闆r下，我們樣本中的個(gè)體有兩種類(lèi)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(lèi)型不能滿足科學(xué)的期望。自然選擇的原則——“通常被稱(chēng)為生存”，因?yàn)樗目谡Z(yǔ)是已知的——將預(yù)測(cè)一種毒液類(lèi)型將被固定，而另一種毒液類(lèi)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(lèi)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年夏季研究的結(jié)果使得這一發(fā)現(xiàn)更加奇特。在這項(xiàng)研究中，在美國(guó)西南部和墨西哥中部發(fā)現(xiàn)了四種基因不同的莫哈韋響尾蛇血統(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(lèi)型均勻化，直到最合適的規(guī)則。

“從進(jìn)化的角度來(lái)看，這不正常。這不是你所期望的，”斯特里克蘭說(shuō)?！盎蛄鲃?dòng)可以阻止這種變化。但即使我們?cè)谶@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(lèi)型?！?

“我們能證明的是，在最好的局部區(qū)域。在德克薩斯州，神經(jīng)毒性毒液類(lèi)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(lèi)型在當(dāng)?shù)厥亲钚枰?，”帕金森說(shuō)，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(guó)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(guò)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(ài)好者都渴望幫助研究人員改進(jìn)蛇的種類(lèi)。

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(ài)好者杰夫亞當(dāng)斯指導(dǎo)，旨在團(tuán)結(jié)對(duì)爬行動(dòng)物、學(xué)者、魚(yú)類(lèi)和野生動(dòng)物執(zhí)法感興趣的公民和“成群”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(shuō)：“通過(guò)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)。“科學(xué)專(zhuān)業(yè)人士更有效地依賴(lài)研究邊界之外的公民，因?yàn)楣駥?duì)當(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(shuō)：“科學(xué)非常重要，這是毫無(wú)疑問(wèn)的，但是合作研究和公民科學(xué)對(duì)于促進(jìn)科學(xué)的發(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(wèn)題，而是關(guān)于如何影響人們?！?

具有臨床重要性的有毒物種

每年被毒蛇咬傷的美國(guó)人不到1%，死于癥狀的人更少。對(duì)于少數(shù)不幸被咬傷的人來(lái)說(shuō)，了解莫哈韋響尾蛇的分布，可以帶來(lái)更好的治療效果。如果醫(yī)生知道毒液的類(lèi)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(duì)北美醫(yī)學(xué)上最重要的蛇之一的最廣泛的研究，提供了挑釁性的新觀點(diǎn)和令人驚訝的新發(fā)現(xiàn)，”東卡羅萊納大學(xué)的臨床爬蟲(chóng)學(xué)家肖恩布什說(shuō)。“這項(xiàng)工作提供了對(duì)毒液如何變化以及為什么變化的理解，這是臨床上的

上轉(zhuǎn)化為抗毒液開(kāi)發(fā)，藥物選擇和蛇咬傷的定制醫(yī)療管理的基礎(chǔ)。”

對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō)，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(wú)論是與獵物，環(huán)境還是在發(fā)展過(guò)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(cè)呢?機(jī)制是什么?

帕金森實(shí)驗(yàn)室的未來(lái)研究旨在通過(guò)對(duì)新世界蛇類(lèi)毒液進(jìn)化的研究來(lái)考慮這些問(wèn)題。