文章来自“科学大院”公众号 作者: Spoon 陈勤
一般来说,只要蛇这种明星动物出现在人类社会的任何一个场合,便会有不少人为之“倾倒”,发出疯狂的尖叫。其中,毒蛇更是以其秘技俘获了众多人类的芳心,引得人们脑洞大开,例如:
(图片来源:知乎网友提问)
为了致敬这些善于思考的毒蛇迷们,作者决定讨论几个与毒蛇有关的问题,邀大家一起体会“有用的知识增加了”的满足感。
以毒攻毒,则何如?
当你发现本来快乐地一边聊天一边吃饭的小伙伴突然闭口不言,表情凝重,大概率是因为他不小心咬到了舌头。这很常见,问题不大。不过,要是毒蛇咬到它自己了,会怎么样呢?
其实,毒蛇几乎不会有咬到自己舌头的情况。蛇类的舌头(图中的forked tongue)位于口腔底部正中,在蛇吐信子时会从舌鞘中向前伸出、向后缩回,而所有毒蛇的毒牙均位于口腔顶部的两侧。由于位置的分离,毒牙与舌头并没有“互相伤害”的机会。
在正常的捕食过程中,注入猎物体内的毒液在进入蛇胃后,并不会引起蛇中毒,这是因为毒液的主要有效成分是蛋白质、多肽等,可以被胃蛋白酶分解并供机体吸收。所以在正常情况下,不仅一条毒蛇可以毫发无损地吃下被其他毒蛇毒死的猎物,人也可以无伤吃下被毒蛇咬死的动物(但是应该不会有人想尝一尝吧……)。
毒蛇口腔示意图
(图片来源:NoPainNoGain/Shutterstock)
在第二期中,我们提到“毒液是非常宝贵的资源”(点击这里回顾有用的知识!)。尽管毒腺本质上即是特化的唾液腺,但不同于人们的唾液始终处于“不受人为意识控制”的分泌状态(是的,即使不吃任何东西,你也在分泌、吞下自己的口水……),毒蛇则十分珍惜自己的毒液,会更有自制力,平时并不会随意排出毒液,而仅在捕食、防御等情况下使用。倘若毒蛇意外咬到自己,多数情况下它们也会“有自知之明”地不排出毒液(常称为“干咬”,dry bite)。
但如果真的很不幸,毒蛇确实意外咬伤自己并排出毒液了呢?一般来说,进入伤口的毒液会发挥与毒蛇咬中猎物后相同的作用,只是其实际伤害效果会因进入身体的毒液量、毒蛇种类与蛇的身体状况有所区别。一些毒蛇(如眼镜蛇科)对自身及同类的毒液具有一定的抵抗力:在它们体内,毒液中某些毒素所需结合、攻击的目标分子发生了结构的变化,毒素不能有效地结合、发挥作用,因此这些毒蛇对部分毒素具有抵抗力。
然而,毒蛇在被自己咬中后死亡的事例并不少见,但问题在于:实际情况中,常常很难确认毒液是造成毒蛇死亡的直接原因。一方面,在一些死亡案例中,蛇其实是死于咬伤而不是毒液(即死于物理攻击造成的创伤);另一方面,很多死亡案例中,尸检发现蛇其实是死于罹患的疾病而不是毒液(即中毒降低了毒蛇的免疫力,随后死于病原的魔法攻击)。还有一些案例显示,在重病引起的剧烈翻滚、挣扎中,毒蛇常因肌肉痉挛而咬伤自己,加速了生命的消逝。简单来说,毒蛇咬伤自己是可能致死的,但毒液不一定是导致死亡的直接原因。
那么,新的问题来了:如果一条毒蛇是被别的毒蛇给咬了呢?
同种蛇类之间较少使用毒液互相伤害,但仍有不少致死的案例。比如,以捕食蛇类出名的眼镜王蛇,在同类中亦存在大蛇吃小蛇的现象。而不同种类毒蛇之间的相互咬伤常能造成有效的伤害,如眼镜王蛇使用毒液捕食其他毒蛇。另外,在捕食者与猎物的长期“相爱相杀”中,有些毒蛇作为捕食者,进化出了对自己猎物(当地的某些毒蛇)毒液的抗性;而一些捕食毒蛇的无毒蛇,也进化出了对自己猎物毒液的抵抗力。因此,在它们漫长的斗争中,作为“矛”的毒液与作为“盾”的免疫抗性总是在不断地碰撞。
眼镜王蛇捕食喷毒眼镜蛇 (图片来源:Miller Wilson)
先有毒还是先无毒?
由于毒液带来的威名,毒蛇常常给人一种“高蛇一等”的感觉。某种意义上来说,确实如此。
从蛇类的进化史来看,早期、较原始的蛇类(如盲蛇、蟒蛇等)均是无毒蛇类,有毒蛇类都是后期才进化出现的,因此确实是由无毒蛇逐渐进化出了有毒蛇。正如在第二期中所展示的,身怀毒液的毒蛇在捕食时可以靠毒液更加轻松地制服猎物,在面对捕食者时可以使用毒液进行防御。既然毒液带来了这么多好处,无毒蛇类何不也走上这一条“康庄大道”?为何世界上仍是无毒蛇占大多数呢?
实际上,如同武林高手掌握独门秘技需要付出代价一样,“一入毒门深似海”,成为毒蛇并非如所见的那般美滋滋。伴随毒液神奇效用而来的是巨大的成本——毒液的分泌、储存等都需要消耗毒蛇们宝贵的物质与能量,也给它们戴上了一副沉重的负担。以生长速度为例,自然状况下,无毒蛇的生长发育速度大多快于毒蛇,因此能更快地成年、进入繁殖阶段,参与种群的更新换代。大多数无毒蛇也比毒蛇更加灵活、迅速。因此,可以说无毒蛇与毒蛇只是选择了不同的技能点而已,其进化道路略有不同。
哪种毒才是“毒上毒”?
正如很多蛇毒科普文章中会提到的,蛇毒可以简单划分为三类:神经毒素、血液循环与细胞毒素以及混合毒素。我国传统中医则对应着将其称作:风毒、火毒与风火毒。
第一类为风毒(主要为神经毒素),在我国常见于银环蛇、金环蛇等。中医认为,这类毒素具有风邪致病的特点,人被咬伤之后会有疼痛不明显、局部肿胀的症状。但风邪游移不定,很快就能引起全身不适,常表现为眩晕、震颤,进而四肢抽搐、麻痹,逐渐气虚气短,不能呼吸,最后常因气竭而死。
第二类为火毒(主要为血液循环毒素、细胞毒素),火毒常见于蝰科蛇类,具有火邪致病的特征,咬伤部位势同火烧般肿胀、疼痛剧烈,引起各种出血的病症,伴有局部坏死,淋巴结肿大,小便障碍,进而火入营血,因血细胞破裂造成血钾上升,最后被咬中毒者常因心力衰竭或休克而亡。
第三类则是混合前二者特征的风火毒(即混合毒素),风火毒常见于眼镜蛇、眼镜王蛇等,兼具风、火邪的特征,可综合引起上述病症,最后被咬者常因窒息或心力衰竭致死。
由上可以看出,其实很难界定哪种毒素更“凶猛”、是“毒上毒”。区分出哪种毒素更痛一些倒是容易:如同火烧的血液循环与细胞毒素常会带来严重的局部坏死(有很多颇为吓人的病例图片,为了不吓退爱学习的伙伴们就不放了……),甚至造成截肢等后果,给患者带来巨大的痛苦。一些使用这类火毒、毒性又较强的毒蛇(如鼓腹咝蝰、尖吻蝮等),常被蛇类爱好者称为“烂肉王”。
但我们无需过于担心,目前世界上咬人、伤人较多的毒蛇基本都已有了对应的抗蛇毒血清,患者在救治及时的情况下大多预后良好。如果救治不及时的话,患病过程就稍有些区别。
彩蛋:“白马是马,怪蛇是蛇”
在蛇类大家族中,除了备受瞩目的毒蛇之外,一些长相十分独特的蛇也深得蛇类爱好者喜欢,圈粉无数。
蛛尾拟角蝰
它属于蝰蛇,仍是一身伪装的伏击型猎手。与众不同的是,为了提高捕食效率,这孩子进化出了神似一只蜘蛛的尾巴末端,用于吸引猎物靠近。类似的行为在其他一些蛇类中也存在,不过它的诱饵是最特殊的。
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蛛尾拟角蝰 (图一来源:维基百科;图二来源:Herpetological Education & Research Project Channel)
点击空白查看 蛛尾拟角蝰引诱、捕捉鸟
(图片来源:SciNews)
箭鼻水蛇(吻突钓鱼蛇)
它们为钓鱼蛇属下唯一物种,是一种几乎完全水生的蛇类。其吻突上分布有机械感受器,可以感受水波的变化。
除了奇特的外貌,箭鼻水蛇的捕食方式也是一绝:同样作为伏击型猎手的一员,它们常使用尾部缠绕其他物体,将自己固定在水中,呈一个颠倒的“J”字形。当鱼类靠近时,它会移动自己颈部后段的身体,造成一个轻微的水流波动,这个波动会触发鱼类的一种本能的逃避反射,表现为鱼会将自己的身体卷成“C”字形、快速转向,随后伸展身体游开,因此也常被称为“C型起动”(大家用手抓鱼的话就能观察到这个行为)。而机智的箭鼻水蛇则用实际行动证明了什么叫做“我成功预判了你的预判”——它能预判鱼在C型起动时转向的方向,直接扑向自己预判的鱼转向后的位置,一击中靶。
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箭鼻水蛇(图一)与其蜕下的皮(图二)
(图片来源:reptile database)
毛鳞树蝰(基伍树蝰)
这大概是最符合人们想象中龙的样子的一种蛇,其背鳞高度起棱,看起来似乎一直处于“怒发冲冠”的状态。实际上,照片之外的它们不太能撑起这副恶狠狠的模样:毛鳞树蝰的体型比较小,成年雌性体长最大约58厘米,成年雄性体长也不超过75厘米。
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毛鳞树蝰 (图片来源:维基百科)
叶鼻蛇
这类蛇分布于马达加斯加岛,喜欢栖息在树上。它们吻端延长,形成了特别的形状,但其具体作用仍然不为人知,可能是用于强化伪装。
马达加斯加叶鼻蛇具有典型的两性二态的特点:雌性颜色为斑驳的灰色,吻端延长呈叶子状;而雄性背侧为棕色,腹面为黄色,“鼻子”则像匹诺曹一样直接伸出一大截。
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马达加斯加叶鼻蛇的雌性(图一) (图片来源:维基百科)
雄性(图二) (图片来源:madamagazine.com)
彩虹盾尾蛇
这种有点像大型蚯蚓的蛇分布于印度,常年生活在地下。除了数量非常有限的标本外,关于它的资料非常缺乏。尽管常年穴居、不见阳光,它们的鳞片在光照下可以闪耀出特别的光泽,这种特性在我国的脊蛇、闪鳞蛇等穴居种类中也存在。
彩虹盾尾蛇(图一) (图片来源:维基百科)
闪鳞蛇(图二) (图片来源:维基百科)
台湾脊蛇(图三) (图片来源:维基百科)
瘰鳞蛇
前面几种蛇可算是怪奇或好看,瘰鳞蛇类就真称得上又丑又怪了。作为水生蛇类的瘰鳞蛇与海蛇类似,其双眼、鼻孔上移至靠近头背侧,腹鳞也已退化,在陆地上运动能力较差。
即使长得不甚俊俏,但瘰鳞蛇仍未放弃对美的追求,想尝试穿衣服、戴配饰,实现从长得“天生励志”到“天生丽质”的转变。可惜事与愿违,它们的“衣服”——皮肤十分宽松,就像给幼儿园小朋友穿上大人的服装一样,而“配饰”——粗糙的鳞片则像玉米棒上的玉米粒般堆积排列,这也是它们的中文名“瘰鳞”的由来。这些丑丑的鳞片属于“中用不中看”的一类,可以在瘰鳞蛇捕捉、缠绕鱼时发挥控制粘滑鱼类的功能。不过它们并不是依靠身体将鱼缠绕杀死,而是把鱼直接吞下,缠绕仅仅起着便于吞咽的作用。
阿拉佛拉瘰鳞蛇 (图片来源:commons.wikimedia)
下期预告:
古今中外,人们心怀着对蛇类的恐惧,又认为它们是造物主最神秘的创造。不论是蛇身的女娲,还是尘世巨蟒耶梦加得,蛇类一直都是宗教神话、民间传说、文艺作品中的常客,每次出场大概率都是重要角色。在自然界之外,神奇的它们又是如何走进我们的文化?它们在人类文明中又留下了怎样的身影呢?
为鼓励大家继续了解蛇,学习和蛇有关的各种知识,研蛇者说问题征集持续开放~如果你还有什么想了解的有关蛇的知识,欢迎在评论区留言,我们下期再见!
(文中所有图片均由作者提供)
策划:毛萍,张轶佳
作者单位:中国科学院成都生物研究所 中国科学院成都分院