鑽研神經系統

箭毒蛙實際上沒有分泌毒素的能力，而是靠吃下蟎和螞蟻而獲得。外表的豔麗體色，是在警告任何掠食者，可別笨到來咬一口。

像蛇與蠍子這類掠食者，牠們在使用毒液捕捉獵物時，毒液必須透過創傷進入獵物的身體內才能發揮作用。掠食者的毒素並不一定要馬上殺死獵物，相對的，牠們普遍用毒素來麻痺獵物。

不過，不管是掠食者還是獵物，牠們都需要能快速發揮作用的毒素，使對象失去行動能力。因此，神經系統就成為毒液攻擊的首要目標。

事實上，動物界中許多極其可怕的毒素，就是以癱瘓神經系統為手段。有些箭毒蛙身上帶有一種類似嗎啡的化合物，稱為epibatidine，其作用機制就與乙醯膽鹼這種化合物類似，可以在神經細胞之間傳遞訊號。由於epibatidine的效率極高，因此會干擾乙醯膽鹼的作用，造成神經系統許多問題，毒性大到只需要一隻毒蛙的epibatidine，就可以殺死一頭水牛。

另外，自然界中有些毒蠑螈，身上則帶有河豚毒素（tetrodotoxin），這類毒素會把生物神經傳導時所使用的離子通道阻塞住，以截斷神經的電流訊號。

維吉尼亞大學的生物學家兼毒物專家，同時也是這篇論文的審閱者布奇．布洛迪（Butch Brodie）表示：「這就像把某個脆弱地方的電線剪斷一樣，只是用不同的工具剪斷而已。」

↑↑↑↑↑在亞馬遜雨林中發現的新種箭毒蛙。2017年1月18日，在祕魯亞馬遜雨林深處，雪莉．珍妮佛．塞拉諾．羅哈斯（Shirley Jennifer Serrano Rojas）在馬努生物保護區（Manú Biosphere Reserve）聽到一陣不熟悉的青蛙叫聲。後來沿著叫聲發現了新種箭毒蛙。

天生不怕毒

但是，箭毒蛙到底是怎麼開始使用這種毒素的？根據塔文和同事最近發表在《科學》期刊上的結果顯示，這類使用epibatidine的箭毒蛙經過DNA定序後，發現牠們乙醯膽鹼受體的形狀與正常的受體在結構上有小小的不同。

就遺傳學上來說，受體形狀的變化必須非常細微。因為乙醯膽鹼和epibatidine在受體上的結合位置是一樣的。所以，如果突變讓受體的形狀改變太多，乙醯膽鹼將無法正常與受體作用來傳遞神經訊號。

這類箭毒蛙體內的受體，在結構上做了小小修飾，使得問題順利解決：epibatidine認不出箭毒蛙的受體，但箭毒蛙本身的乙醯膽鹼卻可以，因此這種機制確保了箭毒蛙不會被自身的毒素影響。

除此之外，這個研究還發現，箭毒蛙對這種毒素的抗性至少獨立演化了三次，正好說明了這樣的突變對箭毒娃來說的確有用。

「這是罕見的大自然之美，類似這篇研究發現的例子實在很少。」國家地理探險家暨爬行動物學家和毒理學家佐爾坦．塔卡克斯（Zoltan Takacs）説。「無論是怎樣的新發現，都是我們對於演化學與神經學上的一大躍進。」

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深入研究毒素

這個研究對於毒理演化方面的了解是很重要的里程碑，然而背後還有許多未解之謎。舉例來說，生物學家仍然不知道箭毒蛙從何處獲得毒素。很明顯地，毒素應該是從食物中得到的，但科學家仍未找到確切的源頭。

塔文還指出，其實箭毒蛙毒素本身就是一個大謎團。箭毒蛙身上帶有超過800種的化合物，但我們真正了解的卻不到70種。

布洛迪表示，追蹤這些毒素的源頭，並進一步了解動物如何演化成不受毒素影響，可以讓我們進一步解開這大自然之謎。「其實我們人類，對自然界的化學合成物了解實在不多，」布洛迪說：「站在人類生物安全性的觀點來說，我們對這些毒素了解愈多，愈能減輕毒素對我們的威脅。」

撰文： Michael Greshko

編譯：陳軍名

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