在哺乳動(dòng)物崛起之前，至少對(duì)哺乳動(dòng)物來(lái)說(shuō)，蝎子的毒液是沒(méi)多大傷害的。

達(dá)爾文提出的進(jìn)化論，其核心就是“物競(jìng)天擇，適者生存”，物種為了適應(yīng)環(huán)境的變化，在基因突變的驅(qū)動(dòng)下，會(huì)從低級(jí)向高級(jí)進(jìn)化。

盡管蝎子被譽(yù)為活化石，但它們?cè)谶M(jìn)化上仍然很靈活，尤其是在“改進(jìn)”毒液以抵御哺乳動(dòng)物捕食者方面。最近的發(fā)表在《系統(tǒng)生物學(xué)》（Systematic Biology）雜志上一項(xiàng)關(guān)于蝎子毒素產(chǎn)生的新基因分析，揭示了蝎子最近的進(jìn)化步驟。

一個(gè)由威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的生物學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)組裝了蝎子的進(jìn)化樹(shù)，展示了七個(gè)獨(dú)立的例子，其中，這種獨(dú)特的八條腿動(dòng)物進(jìn)化出對(duì)哺乳動(dòng)物有毒的毒液化合物的例子，引起了科學(xué)家們極大的興趣。

“它們身體形態(tài)的最后一次重大進(jìn)化發(fā)生在大約4.3億年前，當(dāng)時(shí)它們離開(kāi)水，來(lái)到陸地上，”卡洛斯·桑蒂巴涅斯-洛佩斯（Carlos Santibáez-López）說(shuō)，他曾是威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的博士后研究員，也是在《系統(tǒng)生物學(xué)》雜志上發(fā)表的這項(xiàng)新研究的主要作者?！暗覀儸F(xiàn)在知道，它們最新的一次進(jìn)化，是為了對(duì)付哺乳動(dòng)物?！?/p>

在世界各地合作者的幫助下，洛佩斯收集了代表100種蝎子的標(biāo)本，并從它們的毒腺中提取了RNA樣本。RNA樣本是從DNA轉(zhuǎn)錄的一條指令，用于告訴細(xì)胞要制造哪些蛋白質(zhì)（如毒液）。通過(guò)在蝎子殺死昆蟲(chóng)后不久收集RNA，洛佩斯能夠在蝎子補(bǔ)充毒液供應(yīng)的同時(shí)，專(zhuān)注于積極制造毒素的基因。

根據(jù)毒液的差異建立一個(gè)系譜，研究人員可以看到，雖然蝎子在大約3億年前分裂成了兩個(gè)主要的家族，但這將導(dǎo)致現(xiàn)代蝎子的22個(gè)家族的出現(xiàn)，這種分化早于蝎子進(jìn)化出針對(duì)哺乳動(dòng)物的毒素。

到了將近7000萬(wàn)年前，在新生代哺乳動(dòng)物時(shí)代的黎明時(shí)期，像蝙蝠、嚙齒動(dòng)物、貓鼬和獾這樣新出現(xiàn)的哺乳動(dòng)物捕食者會(huì)對(duì)蝎子產(chǎn)生興趣，它們可能會(huì)把蝎子當(dāng)“辣條”啃。但是蝎子在彎曲的尾巴上有一些未成型的防御武器。

“我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這些有毒蝎子與它們的近親物種分離時(shí)，它與捕食它們的哺乳動(dòng)物的崛起有關(guān)，”洛佩斯說(shuō)，他現(xiàn)在是西康涅狄格州立大學(xué)的教授。“這表明，當(dāng)以蝎子為食的哺乳動(dòng)物出現(xiàn)時(shí)，蝎子開(kāi)始研制這些武器來(lái)保護(hù)自己?！?/p>

從化學(xué)角度講，當(dāng)時(shí)蝎子用來(lái)殺死它們所吃昆蟲(chóng)的毒液，與對(duì)正在崛起的哺乳動(dòng)物捕食者起作用的毒素相去甚遠(yuǎn)，對(duì)它們來(lái)說(shuō)并沒(méi)有什么害處。

“工具箱就在那里，”研究論文的合著者、威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的生物學(xué)教授普拉尚特·夏爾馬（Prashant Sharma）說(shuō)。“他們有一個(gè)可用的基因庫(kù)，可以從中提取毒素，這些毒素可以靶向昆蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)。不需要太多改變，就可以使這些基因適應(yīng)，產(chǎn)生針對(duì)哺乳動(dòng)物神經(jīng)細(xì)胞特定功能的毒素。”

由于新的基因組數(shù)據(jù)的廣度，研究人員可以跟蹤蝎子對(duì)哺乳動(dòng)物越來(lái)越危險(xiǎn)的發(fā)展階段。通過(guò)這一龐大的數(shù)據(jù)集，研究人員發(fā)現(xiàn)了蝎子逐步獲得對(duì)哺乳動(dòng)物的防御能力的證據(jù)。它們的毒液剛開(kāi)始只能用來(lái)對(duì)付昆蟲(chóng)，后來(lái)進(jìn)化到對(duì)昆蟲(chóng)和哺乳動(dòng)物都有危險(xiǎn)，最后進(jìn)化到含有針對(duì)哺乳動(dòng)物的特有毒素。

這項(xiàng)研究可能有助于推進(jìn)蝎毒化合物在人類(lèi)醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面的新興研究?？茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蝎子毒素具有抗菌、抗炎和抗腫瘤等藥用潛力。被腫瘤細(xì)胞吸引的蝎子毒液可以裝載一種發(fā)光的蛋白質(zhì)，幫助外科醫(yī)生從患者身上移除癌細(xì)胞。

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標(biāo)簽： 哺乳動(dòng)物