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是什么使毒箭蛙对自己的毒药具有抵抗力?

©Brian Gratwicke | CC BY 2.0

箭毒蛙

金毒蛙(毛叶楠)是世界上最致命的有毒动物之一。这些动物是哥伦比亚太平洋海岸的特有动物。一只青蛙中平均可用的一毫克毒药足以杀死10至20个人1。土著人民小心地将青蛙暴露于火中,青蛙散发出少量有毒液体。箭头和飞镖的尖端浸在液体中。他们的致命影响持续了两年多2。有趣的问题是,是什么使青蛙本身能够抵抗这种致命的毒药!

毒素是如何产生的?

这些动物在它们的皮肤腺体中储存了类固醇生物碱毒素-梭菌毒素。这种毒素实际上不是青蛙合成的。将这些青蛙从自然栖息地中移出并人工饲养时,它们会失去皮肤毒性。由此得出结论:青蛙从饮食中合成毒素。

这些青蛙的毒性来自食用小昆虫或其他节肢动物。最近,有人提出该毒素可能来自一小类甲虫。发现这种甲虫的一种产生这种毒素。3

毒素生理

细菌毒素是电压门控钠通道的有效调节剂。它们使钠通道不可逆转地开放,并使神经和肌肉细胞去极化。因此,它们阻止神经传递神经冲动并最终导致肌肉麻痹。心脏也是易感的,并以心脏衰竭而告终。4

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为什么毒素不影响青蛙本身?

纽约州立大学的研究人员为弄清这些青蛙对细菌对巴曲毒素的抗性原因,5 研究了他们肌肉中钠通道的氨基酸序列。他们发现了五个自然发生的氨基酸取代。现在,他们在大鼠中测试了这五个突变,以鉴定出真正的英雄。

最终,他们得出结论,单个氨基酸取代是导致细菌对巴曲毒素的抵抗力。保持抗性的一个替代品称为N1584T。在该突变中,氨基酸天冬酰胺被苏氨酸替代。5

等效的天冬酰胺至苏氨酸取代不仅保留了大鼠肌肉,大鼠肌肉中钠通道的功能完整性,而且使它们高度抵抗棒曲毒素。有趣的发现是,这种抗性可能通过单个核苷酸突变而演变。

引用本文: 是什么使毒箭蛙对自己的毒药具有抵抗力? 惊人的动物学,2017年9月15日, //tkings.net/makes-poison-dart-frog-resistant-poison/。于2021年1月17日检索。

参考文献

1.
最有毒的生物可能是神秘昆虫。今日美国。 http://usatoday30.usatoday.com/news/science/wonderquest/2002-06-07-poison.htm。 2012年7月6日发布。2017年9月15日访问。
2.
金毒蛙。维基百科。 //en.wikipedia.org/wiki/Golden_poison_frog。 2017年9月15日访问。
3.
Dumbacher JP,Wako A,Derrickson SR,Samuelson A,Spande TF,Daly JW。甲虫(Choresine):在箭毒蛙和有毒的雀形目鸟类中发现的梭菌毒素生物碱的推定来源。 美国国家科学院院刊。 2004; 101(45):15857-15860。土井:10.1073 / pnas.0407197101
4.
茎状叶。动物多样性网。 http://animaldiversity.org/site/accounts/information/Phyllobates_terribilis.html。 2017年9月15日访问。
5.
王世Y,王国K单只大鼠的肌肉Na + +通道突变赋予了在毒箭蛙中发现的梭状芽孢杆菌毒素自身抗性。 美国国家科学院院刊。 2017年9月:201707873。土井:10.1073 / pnas.1707873114

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撰写者 乔辛·塔里安(Josin Tharian)

动物学专业助理教授。

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