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為甚麼有毒動物不會被自己毒死?

為甚麼有毒動物不會被自己毒死?

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水母、眼鏡蛇、蜘蛛……這些動物會製造毒素,用以殺死獵物,或是防止自己被掠食者攻擊。不過,為甚麼這些有毒生物不會毒死自己?除了已知的兩種方法外,最近科學家在箭蛙身上有了新發現,更有望應用在生態環境上。

在認識有毒生物的自我保護機制前,我們先了解一下毒素如何殺死生物。以箭蛙為例,箭蛙的皮膚能夠分泌一種名為「箭毒蛙鹼」的神經毒素,影響生物體內鈉離子的活動,令鈉離子無法將大腦釋放的化學物質和訊號帶到身體各處,從而癱瘓神經系統,令生物無法控制肌肉活動、呼吸,甚至心跳﹗

有毒生物既可以自行分泌毒素,亦會透過捕食來獲得毒素,例如林鵙鶲*鳥便是因為食用有毒甲蟲而得到箭毒蛙鹼。既然毒素這麼厲害,那為甚麼有毒生物不會被自己毒死呢?原來牠們有三種方法來避免自體中毒的情況。第一,一些有毒生物例如眼鏡蛇、水母、放屁蟲平時會把毒素儲存在體內的獨立腔室裡,遇到威脅時才會釋放出毒素。第二,這些生物能夠改變細胞或分子結構,令毒素無法影響它們的運作,也就不會影響生理機能。

科學家最近找到了生物避免自體中毒的第三種方法:把毒素截存。科學家發現有毒箭蛙會製造一種特殊的「海綿蛋白質」,這種蛋白質會像海綿一樣吸收毒素,然後將之封存在內,令毒素無法接觸目標分子,發揮作用。科學家正在研究這種蛋白質,希望能加以改造,用來中和有害藻華在水中釋放的毒素,減輕水質富養化的生態影響。

*林鵙鶲:音「林隙翁」。

資料來源:Live Science, National Geographic 圖片來源:canva


小詞典

  • 有毒生物(Toxic Organism):指能夠產生毒素的生物,包括有毒動物(例如河豚、眼鏡蛇)、有毒植物(夾竹桃、紅杜鵑等)和有毒微生物(如肉毒桿菌、魚腥藻), 有毒生物產生的毒素會危害人類、家畜和環境,甚至危害生命。
  • 自體中毒(autointoxication):指生物被自己體內製造的毒素引致中毒。有毒生物可能會被自己分泌的毒素侵害,而人類也有機會因為消化不良和排泄不通暢而被自身產生的物質毒害,出現各種病徵。
  • 截存(sequestration):指將物質以不同形式儲存起來,藉著生物機能吸收或排出。以「碳截存」為例,海洋、植物、泥土和其他進行光合作用的生物便是主要碳截存者,透過生物機能來吸收大量二氧化碳。
  • 藻華 (Algal bloom):一種自然現象,也是一種污染,指藻類、細菌或浮游生物因為水裡的氮和磷含量過高而突然過度增殖。自然發生的藻華很快便會消失,但人類往水裡排放過多磷化物,令藻華頻繁出現,持續時間也增加。藻華會污染飲用水源,也會通過食物鏈影響人類健康。
  • 水質富養化(Eutrophication):指湖泊、河流、水庫、海洋等水體中的氮、磷等植物營養物質含量過多,令藻類及其他浮游生物迅速繁殖(也就是藻華),使水體溶解氧含量下降,造成植物、水生物和魚類缺氧衰亡,破壞原有的生態平衡。家居廢水、工業清潔劑以及農田的肥料都含有豐富的氮、磷,是造成富養化的原因之一。

動動腦

1.箭蛙的毒素如何殺死生物?

2.有毒生物怎樣得到毒素?

3.水母為甚麼不會被自己毒死?

4.科學家在箭蛙身上有甚麼新發現?

5.新發現有甚麼用?

答案:

1.毒素會影響生物體內鈉離子的活動,癱瘓神經系統,令生物死亡。

2.體內分泌或透過捕食獲得毒素。

3.水母平時把毒儲藏在獨立腔室,遇到威脅時才釋出。

4.箭蛙體內有特殊蛋白質,會吸收毒素並將之封存。

5.科學家希望將之用來中和有害藻華對水質的影響,減輕生態污染。

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