這些毒素輸送系統與毒蛇、蝎子和蜘蛛等動物中發現的毒液輸送系統的複雜性完全相似,並且往往可以與之媲美。
四種具有毒液輸送系統的代表性植物物種:(A)共居的螞蟻,眾多螞蟻植物為它們提供家園和食物; (B) 攻擊其他植物的寄生植物的吸器; (C) 刺植物的刺毛; (D) 針晶可以穿透以植物為食的動物的口腔膜。圖片來源:海耶斯等人., doi: 10.3390/毒素17030099。
幾個世紀以來,毒理學家和其他生物學家一直在研究有毒生物體及其分泌物。
他們的興趣在很大程度上源於人類接觸所造成的嚴重後果。
人類還挖掘了毒素的潛力來探索人類疾病的治療方法。
為此,科學家們利用了無數涉及毒素與目標細胞和組織相互作用的自然實驗。
生物毒素的分類,特別是毒物和毒液之間的區別,有著豐富多彩且有時存在爭議的歷史。
然而,隨著共識意見和第三個術語的引入,有毒生物分泌物可以根據傳遞到其他生物體的方式分為三組。
這些包括在沒有傳遞機制的情況下被動轉移的毒物(例如,攝入、吸入或通過表面吸收);毒素輸送到身體表面,但沒有伴隨傷口(例如吐痰、噴灑或塗抹);毒液通過傷口(例如刺痛、咬傷)輸送到內部組織。
具有這些毒素的生物體分別被稱為有毒的、有毒的和/或有毒的。
這些區別為研究這些毒素的進化(包括它們的生化結構)提供了一個有意義的框架;其合成、儲存和應用的相關結構;以及他們的功能角色。
關於毒液和有毒動物的討論幾乎完全集中在動物身上。
毒液的使用在至少 8 個動物門的至少 104 個譜系中獨立進化,這凸顯了該性狀顯著的適應性效用。
但是其他實體中是否存在毒液輸送系統?
洛馬琳達大學研究員威廉·海耶斯教授說:“我們的研究結果表明,依靠毒液來解決捕食、防禦和競爭等問題的情況比以前認識的要廣泛得多。”
“有毒動物長期以來一直讓生物學家著迷,他們試圖了解它們致命的分泌物以及與其使用相關的特徵,但也為許多挽救生命的療法做出了貢獻。”
“到目前為止,我們對毒液、毒液輸送系統和有毒生物體的理解完全基於動物,動物只代表了我們可以從中尋找有意義的工具和治療方法的生物體的一小部分。”
研究表明,植物通過刺、刺、刺毛向動物體內註入毒素,有的還通過提供生存空間和食物來換取保護,與刺蟻共存。
甚至細菌和病毒也進化出了分泌系統或收縮注射系統等機制,通過宿主細胞和傷口將毒素引入其目標。
海耶斯教授說:“我對響尾蛇毒液的研究有著悠久的歷史,並在十多年前開始探索更廣泛的毒液定義,同時教授毒液生物學的特殊課程。”
“當我和我的團隊正在撰寫一篇論文來定義毒液的真正含義時,我們發現自己遇到了非動物的例子,並決定深入挖掘以找出許多可能被忽視的例子。”
這項研究為新發現鋪平了道路,作者希望它能鼓勵跨學科的專家和科學家之間的合作,進一步探索毒液如何在不同的生物體中進化。
海耶斯教授總結道:“我們在了解毒液分歧的進化途徑方面只觸及了表面,其中包括基因複制、現有基因的共同選擇和自然選擇。”
這學習發表在雜誌上毒素.
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威廉·K·海耶斯等人。 2025 年。世界畢竟很小:有毒生物體顯著但被忽視的多樣性,候選者包括植物、真菌、原生生物、細菌和病毒。毒素17(3):99; doi:10.3390/毒素17030099









