威脅生命的莫哈韋響尾蛇毒液比預期的更常見

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

早在20世紀20年代，根據(jù)莫哈韋響尾蛇咬傷的記錄，人們認為這些可怕的坑蛇只有神經毒性毒液，這是一種酶和肽的混合物，可以破壞神經元并麻痹神經系統(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。經過幾十年的研究，科學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，爬蟲學家——喜歡兩棲動物和爬行動物的科學家——一直在收集中國西南部莫哈韋響尾蛇的數(shù)據(jù)。然而，直到克萊姆森科學研究所博士后研究員杰森斯特里克蘭(Jason strickland)和生物科學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。他們的研究結果表明，這個物種具有獨特的可。

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

在一個物種中保存多種毒液類型與科學預期相反。自然選擇的原理——“通常被稱為生存”，因為它是眾所周知的——可以預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間內逐漸減少。獲勝的毒液取決于哪種類型——出血性或神經毒性——最適合莫哈韋響尾蛇，因為它在干旱的沙漠中捕食獵物。然而，這不是正在發(fā)生的事情。

2018年夏天，一項研究發(fā)現(xiàn)，這一發(fā)現(xiàn)更加奇特。這項研究在整個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該會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。

“從進化的角度來看，這不正常。這不是你所期望的，”斯特里克蘭說。“基因流動可以阻止這種突變。但即使我們在這些種群中發(fā)現(xiàn)了基因流動，這種選擇也足夠強大，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?shù)厥亲詈玫?。在德克薩斯州，神經毒性毒液類型似乎是這個物種的最佳選擇。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?shù)厥亲钚枰?，”帕金森說，他是由克萊姆森大學、農林生命科學學院的林業(yè)和環(huán)境保護系聯(lián)合任命的。

公眾在科學進程中的作用

這一發(fā)現(xiàn)需要美國和墨西哥5個實驗室的主要研究人員和學生，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名公民科學家進行大規(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。事實證明，“herp”社區(qū)是一個強大的社區(qū)，日常的蛇愛好者都渴望幫助研究人員改進蛇的種類。

該團隊在德克薩斯州西部的年度會議上召集了一些名為“蛇日”的“牧師”——由愛好者杰夫亞當斯指導——以團結對爬行動物、學術、魚類和野生動物執(zhí)法感興趣的公民和“herp”攝影師。為野生動物多樣性保護慶祝并籌集資金。

亞當斯說：“通過依靠‘蛇日’的人，杰森和克里斯將在10到20年內學習，并將在短短幾年內完成學業(yè)?！翱茖W專業(yè)人士更有效地依賴研究邊界之外的公民，因為公民對當?shù)貏又参锪私獾酶唷Ｒ埠軇澦?。公民科學降低了研究項目的成本，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。”

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

帕金森說：“毫無疑問，科學非常重要，但是合作研究和公民科學對于促進科學發(fā)展非常重要。這不僅僅是關于某個房間里一些惱人的學術問題，而是關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?shù)闹委熤懈胁呗浴?

“這些作者發(fā)表了對北美醫(yī)學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)，”東卡羅萊納大學的臨床爬行動物科學家肖恩布什說?！斑@項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。”

對于科學家來說，該團隊的研究指出，莫哈韋響尾蛇是一種迷人的種群遺傳學和進化研究模型。無論是與獵物，環(huán)境還是在發(fā)展過程中的飲食轉變相關，為什么莫哈韋響尾蛇會挑戰(zhàn)科學的預測呢?機制是什么?

帕金森實驗室的未來研究旨在通過對新世界蛇類毒液進化的研究來考慮這些問題。