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小蝙蝠无视致命蝎子的蜇刺

了解黯淡蝙蝠如何抵抗蝎子,通过独特的钠离子通道突变,在亚利桑那州树皮蝎子的毒液中生存下来。

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这些强壮的蝙蝠可以与北美最致命的蝎子搏斗并获胜。Connor Long 摄 黯淡蝙蝠 (Antrozous pallidus) 是其属中唯一的奇特小生物。它们的长耳朵,长度可达身体的一半,让它们看起来非常像蝙蝠,但与大多数夜间捕食的亲戚不同,它们更喜欢捕食地面猎物——这种策略称为“拾取”。黯淡蝙蝠每晚拾取猎物的重量可以达到自身体重的半数,它们的食物包括各种各样嘎吱作响的小生物,如蟋蟀、螳螂和甲虫。然而,它们对蝎子的偏爱尤其令人着迷,并引起了科学家的好奇。此前尚不清楚蝙蝠是否有捕捉蝎子的技巧可以避免被蜇伤,还是它们对动物剧毒的蛇毒具有抵抗力。在一篇新的PlosONE论文中,研究人员表明是后者:蝙蝠对毒液的泰然自若态度源于由于电压门控钠离子通道的改变,它们对蝎子神经毒素具有免疫力,而这些毒素正是以这些通道为靶点。拥有毒液通常会使一个物种变得不受欢迎,因为大多数捕食者认为被蜇伤或咬伤的风险不值得成功捕猎所带来的美味回报。但有些物种,如臭名昭著的蜜獾,似乎并不在意。研究这些特殊的猎食者可以深入了解毒液在分子水平上的作用机制,这不仅有助于揭示毒液抵抗力的进化,还能帮助确定有效的治疗方法,甚至阐明有用的药物。https://youtu.be/VTFMJxgFSj4 多年来,一直有传闻称黯淡蝙蝠会鲁莽地攻击蝎子,包括亚利桑那州树皮蝎子(Centruroides sculpturatus)。这些大型蛛形纲动物被认为是北美最危险的蝎子,它们拥有强有力的刺,会引起剧痛,甚至曾导致人类死亡。那么,这些小蝙蝠是如何在这种危险的食物中生存下来的呢?加州大学河滨分校的研究人员渴望回答这个问题。他们的第一步是证实蝙蝠确实对蝎子的毒液具有抵抗力。在高分辨率的狩猎视频中,他们观察到亚利桑那州树皮蝎子蜇伤了蝙蝠,而蝙蝠随后成功地吞下了蝎子,似乎不受毒液的影响。然后,他们将剂量从每公斤体重1到10毫克的毒液注入蝙蝠和老鼠(作为对照)。同样,蝙蝠的抵抗力得到了证实——而老鼠则因疼痛而抽搐或死亡,大多数蝙蝠似乎都不在意。即使是最高剂量,4只被注射的蝙蝠中有3只也无动于衷,而唯一有反应的蝙蝠在不到十分钟内就恢复了正常。

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虽然笨拙,但并不缺乏力量——蝙蝠在捕食蝎子时经常被蜇。视频 S1 来自 Hopp et al. 2017 (高质量视频) 科学家们确信这些动物确实能够抵御毒液,于是开始寻找它们抵抗的机制。他们创建了已知在其他物种中受蝎毒影响的神经元中表达的蛋白质库,并寻找靶向神经毒素的电压门控钠离子通道的变化。他们发现了一些在任何其他对蝎毒有抵抗力的物种中都未见的突变。“这些突变在黯淡蝙蝠中是新颖的,表明黯淡蝙蝠存在一种未知的疼痛调节机制,该机制涉及离子通道功能的改变,”研究论文的第一作者 Bradley H. Hopp 在新闻稿中说。“我们的工作为识别可能应用于人类疼痛管理的潜在新颖疼痛调节机制奠定了基础,同时也增进了我们对调节神经元兴奋性的离子通道功能适应性修饰的理解。”确切地说,这些突变是如何起作用的尚不清楚,因此研究人员计划进行后续研究,以确定这些改变的功能。他们还想了解其他拾取型蝙蝠是否对毒液有抵抗力,如果有,抵抗方式是否相同。作者建议,这些信息可能为人类疼痛管理带来突破。“我们知道电压门控钠离子通道在产生我们感知为疼痛的神经信号方面很重要,”论文的资深作者Khaleel A. Razak说。“我们希望能够确定黯淡蝙蝠改变这些通道以减轻疼痛的方式,并看看是否可以通过药理学来模拟这个过程。”

引用:Hopp 等人 (2017) 黯淡蝙蝠 (Antrozous pallidus) 对亚利桑那州树皮蝎子毒液的抵抗力。PLoS ONE 12(8): e0183215。doi:10.1371/journal.pone.0183215

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