秋天到了,你终于踏上了收藏已久的“私藏小众赏秋路线”,前往山里徒步。突然道路一旁发出的动静引起了你的注意,一看居然是蛇,细看还是三角头——大概率有毒。它们“S”型走位出没在草丛里,或者盘踞在墙边,为过冬准备食物和繁殖,一不小心就跟你来一场“亲密接触”,这并不稀奇。

要知道,为了今天这一口,毒蛇们已经准备了上千万年。

我国毒蛇种类很多,目前已经发现50多种毒蛇,常见的有蝮蛇、眼镜蛇、五步蛇等[1]。当然,也不是所有地区都经常遇见毒蛇,蛇是变温动物,喜欢温暖潮湿的地方[2]。

著名的两栖爬行动物学家赵尔宓院士,按照毒蛇咬伤的危害程度将我国划分成了五个区域[3]。

决赛圈的是云南、两广、福建地区,最容易碰上剧毒蛇,没错,盛产蟑螂、梅雨、台风、白蚁的南方地区还盛产毒蛇,尤其是山区和森林,更是毒蛇的天堂[4]。每年5-10月,毒蛇们纷纷出动,咬你一口绝不“嘴下留情”。其次是两湖、两江等地区,属于重度和中度蛇害区,北方则是轻度蛇害区,最常见的只有蝮蛇一类[4]。

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近日爆火的云南哀牢山,是国家级自然保护区,栖息着许多毒蛇 / 图虫创意

这些毒蛇的祖先最早可以追溯至蜥蜴。距今约1亿年前,古老的四肢蜥蜴类的一个旁支开始进化为蛇类[5][6]。最开始时并没有毒,它们大多体型庞大,比如蟒蛇一类,蟒蛇最长可达7米,捕食时一般会死死缠住猎物后将其勒死[7][8]。

直到一千五百万年前的中新世(Miocene)时,更加广阔的草地平原的出现,原先依靠“守株待兔”绞杀猎物的大型蛇被更小更灵活的蛇取代[9]。在摆脱那身厚重的肌肉的同时,小蛇们还必须有效地捕获猎物。为此,它们需要另外一些有用的本领。于是便进化出了毒腺、毒牙和毒液等一整套化学外挂,它们帮助蛇变得纤细而活力十足[9]。

毒蛇的毒腺就像一个工厂,负责产生和储存毒液。毒牙就相当于一支锋利的注射器或麻醉枪,毒蛇咬伤猎物并注入毒液后,会等猎物慢慢瘫痪或死亡,再凭借嗅觉找到猎物身体并将其吞下,此时,另一部分毒液会进入其组织,与蛇消化道内的消化液“里应外合”分解猎物[10]。

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蛇毒多为淡黄或乳白色半透明粘稠状,目前分为神经毒和血液毒 / 图虫创意

有人可能会羡慕毒蛇有这样酷炫的技能,其实,我们的唾液腺中也有类似调节毒液分泌的基因——这是毒腺产生的遗传基础[11]。但是人类有比用毒更厉害的捕猎招数——使用工具,这样的进化显得有些“多此一举”。

毒蛇能拥有这样一套外挂已经很不容易了,但这只是第一步,为了保持在自然界的地位,它们并未就此“躺平”,而是在此后漫长的进化中不停地自己“卷”自己。

初进化时,毒牙长在后面,毒液较少,杀伤力不够,一些“上进”的毒蛇又独立进化出了前牙,成管状或沟状,可以喷射或储存毒液,杀伤力大大增加[12][13]。有研究表明,毒蛇毒牙的生长速度比头部快近1.5倍,足见毒牙之重要性[14]。

猎物也会影响毒牙进化的形态。经常被蛇咬的朋友可能知道,不同种类的蛇咬人的“口感”不同。以蜥蜴、蜈蚣等细长的爬行动物或者两栖动物为食的毒蛇,牙齿会变得更短。相反,以大型哺乳类动物为食的毒蛇,毒牙会更长,比如响尾蛇等一类则有一颗很长的空心獠牙,能够更快、更多地注射毒液[14][15]。

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虎斑颈槽蛇不仅能自己生产毒液,吃有毒的蟾蜍也能帮助储存 / 图虫创意

此外,毒蛇还会为某种猎物生成专属毒液。比如响尾蛇生成的毒液就更容易杀死兔子,捕捉兔子所需毒液的剂量仅为捕捉狗时的一半[10]。由于这种针对性的毒液,猎物面临极大的生存压力,因此逐渐产生抗体。为了应对,毒蛇也必须不断进化,产生更强的毒液,双方由此展开了一场持续的军备竞赛[16]。

还有研究表明,当相同剂量的毒液无法杀死猎物时,毒蛇会快速进化出含有多种毒素的毒液,科学家将这一现象称为“冗余性竞赛”。结果就是毒液里含有多个毒素或毒素类别,每一种都可以轻易杀死猎物,从而阻止猎物体内有效抗体的产生[17]。

不过毒蛇们如此努力进化出的毒液,并非取之不尽用之不竭。产生毒液的代谢成本很高[18],并且毒蛇开大后需要时间冷却技能,毒液从耗尽到重新生成最少需要经历两周左右时间[19]。如果你在毒液生成的空档被咬,可能会逃过一劫。

因此,蛇在用毒前会先有一个判断,一次性毒不死庞大的威胁是不值得毒的[20][21]。有时毒蛇咬人,并不是蛇自己想咬。据统计,被毒蛇咬伤的病例中有20%是因误踩而被毒蛇咬伤,尤其是踩到蛇身体的前部(比如头)的时候它们更容易咬人,剩下约80%则是因故意挑逗蛇而被咬伤[22][23]。

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在草丛中行进,可以使用棍子左右拨草,发出声音以惊动蛇主动躲避 / 图虫创意

有人会好奇,毒蛇会不会毒死自己或者被同类毒死?

蛇的毒腺是特殊化的唾液腺,分泌的毒液本质上还是蛋白质。这意味着,当蛇吞食含有自己毒液的猎物时,毒液会被分解成氨基酸,从而失去了毒性[24]。

至于被同类咬或者吃掉毒蛇同类是否会中毒,取决于蛇体内是否存在抗体。

也会有口味比较重、以蛇为食的毒蛇,比如北美的王蛇对响尾蛇的毒液免疫,它的蛇类食物来源的24%都是响尾蛇[25]。大热剧《狂飙》里有个杀手叫“过山峰”,是一种以蛇为食的剧毒蛇眼镜王蛇,如果惹到它,会咬住你紧紧不放[8]。人中毒后,胳膊腿会放射状烧灼似剧痛,10天后局部坏死,18天后浑身肿胀,几个月后才能痊愈[8]。

南方有些房屋依山而建,或者较为潮湿,很容易引来毒蛇,如果你半夜醒来和毒蛇“四目相对”,千万别自己拿棍棒驱赶,惹急了蛇不说,蛇毒可能还会溅出来,我国就出现过在打蛇的过程中被蛇毒液溅至眼睛里而中毒的例子,拨打119喊救命才是正解[26]。

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有研究表明,蛇往往在白天和温暖的温度下更容易咬人 / 图虫创意

目前蛇毒主要靠注射血清治疗,血清来自被注射多次蛇毒而产生抗体的实验动物的血液,一种血清往往只能解特定的蛇毒[26]。所以如果不幸被蛇咬了,最好先拍个照。不单是为了发朋友圈留念,更重要的是方便医生找血清帮你治疗。

参考文献

[1]黄明伟,李秀花,孔来法 & 陈铁江.(2018).毒蛇咬伤治疗进展. 中华危重症医学杂志(电子版)(05),301-303.

[2]杨晓勇,吴绍奎,刘钢&王巧玲编.(2022).户外安全防护与急救.贵州大学出版社.

[3]赵尔宓. (1981). 我国的毒蛇. 四川动物 (02), 67-82+2.

[4]韩联宪,韩奔,黄光旭&罗旭编著. (2018).防范野生动物伤害手册.

[5]光明日报.(2023).蛇类起源与演化机制被揭示.

[6]Martin J. Cohn, Francisca Leal.(2017).Developmental, genetic, and genomic insights into the evolutionary loss of limbs in snakes.The Journal of Genetics and Development.

[7]保罗·西蒙,约翰·沃贝.(2005).澳大利亚毒蛇的进化.人与自然(3):17-17.

[8]卢岩主编.(2015).防城港风物志.漓江出版社.

[9]Kate Jackson.(2003). The evolution of venom-delivery systems in snakes, Zoological Journal of the Linnean Society.

[10]白公湜. (2007). 蛇类的起源与演化. 生物进化 (04), 16-25.

[11]Agneesh Barua, Alexander S. Mikheyev.(2021).An ancient, conserved gene regulatory network led to the rise of oral venom systems.PNAS.

[12]Vonk, F., Admiraal, J., Jackson, K. (2008).Evolutionary origin and development of snake fangs. Nature.

[13]Seifert SA, Armitage JO, Sanchez EE. (2022).Snake Envenomation. N Engl J Med. Jan 6;386(1):68-78.

[14]Holding Matthew L., Trevine Vivian C., Zinenko Oleksandr, Strickland Jason L., Rautsaw Rhett M., Mason Andrew J., Hogan Michael P., Parkinson Christopher L., Grazziotin Felipe G., Santana Sharlene E., Davis Mark A. & Rokyta Darin R. (2022).Evolutionary allometry and ecological correlates of fang length evolution in vipers.

[15]Stephen P. Mackessy.(2022). Venom production and secretion in reptiles. Journal of Experimental Biology.

[16]Freek J. Vonk, Nicholas R. Casewell...&Michael K. Richardson.(2013).The king cobra genome reveals dynamic gene evolution and adaptation in the snake venom system.Proceedings of the National Academy of Sciences.

[17]Jackson TNW, Koludarov I, Ali SA, Dobson J, Zdenek CN, Dashevsky D, Op den Brouw B, Masci PP, Nouwens A, Josh P, et al. (2016).Rapid Radiations and the Race to Redundancy: An Investigation of the Evolution of Australian Elapid Snake Venoms. Toxins.

[18]Morgenstern D., King G.F. (2013).The venom optimization hypothesis revisited. Toxicon.

[19]Stephen P. Mackessy, Louise M. Baxter.(2006).Bioweapons synthesis and storage: The venom gland of front-fanged snakes.Zoologischer Anzeiger - A Journal of Comparative Zoology.

[20]Pucca MB, Knudsen C, S Oliveira I, Rimbault C, A Cerni F, Wen FH, Sachett J, Sartim MA, Laustsen AH & Monteiro WM.(2020). Current Knowledge on Snake Dry Bites. Toxins (Basel).

[21]Schendel V, Rash LD, Jenner RA, Undheim EAB. (2019).The Diversity of Venom: The Importance of Behavior and Venom System Morphology in Understanding Its Ecology and Evolution. Toxins.

[22]Alves-Nunes, J.M., Fellone, A., Almeida-Santos, S.M. et al. (2024).Study of defensive behavior of a venomous snake as a new approach to understand snakebite. Scientific Reports.

[23]新快报.(2018).天热蛇出没 相逢时最好的办法就是躲.

[24]韦醒贤. (1993). 毒蛇的起源与进化. 蛇志 (04), 50.

[25]Wiseman, Kevin D.Greene, Harry W.Koo, Michelle S.Long, Douglas J.(2019).feeding ecology of a generalist predator, the california kingsnake (lampropeltis californiae): why rare prey matter.herpetological conservation and biology.14(1):1-30.

[26] 刘志国,林以彦 & 汪国和.(2014).虎斑颈槽蛇毒液伤眼1例报告.蛇志(03),337-338.

[27]焦万田,侯楚祺,刘文钦主编.(2022).新编简明药物手册 第7版.河南科学技术出版社.

作者:甘染