人類可以進化毒液嗎？人們不太可能加入響尾蛇和鉑類在有毒動物的階層中，但是新的研究表明，人類確實具有生產毒液的工具套件 - 實際上，所有爬行動物和哺乳動物都可以。
這種柔性基因的集合，尤其是與人類的唾液腺相關的，解釋了毒液如何獨立於動物界的100倍以上的非魔鬼祖先進化。
“本質上，我們擁有所有的構建塊，”日本沖繩科學技術研究所進化遺傳學的博士生Agneesh Barua說。 “現在要進化帶我們去那裡。 ”
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口服毒液在整個動物王國中很常見，存在於多種多樣的生物中蜘蛛，，，，蛇和緩慢的鬆弛，唯一已知的有毒物種的靈長類動物。生物學家知道口服毒液是修飾的唾液腺，但是新的研究揭示了這種變化背後的分子力學。
“這將是該領域的真正地標，”澳大利亞昆士蘭大學的生物化學家兼毒液專家布萊恩·弗萊（Bryan Fry）說。 “他們在一些非常複雜的研究中做了絕對轟動的工作。”
靈活的武器
毒液是自然靈活性的最終例子。毒素中的許多毒素在截然不同的動物中很常見。一些組成部分蜈例如，毒液也在蛇毒中發現，倫敦自然歷史博物館的毒液研究員羅納德·詹納（Ronald Jenner）說，他沒有參與研究。
Barua告訴Live Science，這項新研究並不關注毒素本身，因為這些研究很快就會發展，並且是複雜的化合物。取而代之的是，澳大利亞國立大學的進化生物學家亞歷山大·米基耶夫（Alexander Mikheyev）和研究合著者亞歷山大·米基耶夫（Alexander Mikheyev）專注於“家政”基因，這是與毒液相關但不負責創建毒素本身的基因。這些調節基因構成了整個毒液系統的基礎。
研究人員從台灣Habu的基因組開始（Trimerēsuramucrosquamatus），一種經過深入研究的棕色坑毒蛇，部分原因是它是沖繩的一種入侵物種。
Barua說：“由於我們知道動物中所有基因的功能，因此我們可以看到毒液基因與哪些基因相關。”
該小組發現了一個在所有羊膜中多個身體組織中常見的基因星座。 （羊膜是在內部施肥或在陸地上產卵的動物；它們包括爬行動物，鳥類和一些哺乳動物。）這些基因中的許多基因都參與折疊蛋白質，這是有道理的，因為有毒動物必須生產大量由蛋白質製成的毒素。
他說：“這樣的組織確實必須確保其產生的蛋白質具有高質量。”
毫不奇怪，在人類唾液腺中發現了相同種類的調節管家基因，這些基因在人類唾液腺中也有很多，它也大量產生了重要的蛋白質（在唾液中發現）。這個遺傳基礎是使整個動物王國獨立進化的毒液的廣泛進化的原因。
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從非魔力到有毒
換句話說，每個哺乳動物或爬行動物都有遺傳建造口服毒液系統的腳手架。和人類（以及老鼠）還已經產生了許多毒液系統中使用的關鍵蛋白質。 kallikreins是消化其他蛋白質的蛋白質，在唾液中分泌。它們也是許多毒液的關鍵部分。弗萊說，那是因為kallikreins是非常穩定的蛋白質，而且它們不僅會在發生突變時停止工作。因此，很容易獲得kallikreins的有益突變，使毒液更加痛苦，更致命（Kallikreins的一種效果是血壓急劇下降）。
弗萊說：“ kallikrein是整個動物王國毒液中最廣泛分泌的成分類型並不是偶然的，因為以任何形式，它都是一種非常活躍的酶，它將開始做一些混亂的事情。”
因此，Kallikreins是理論上有毒人類的自然出發點。
如果在2020年的戲劇之後，巴魯阿開玩笑說：“人們需要有毒才能生存，那麼我們可能會開始看到越來越多的kallikreins。”
但這不太可能 - 除非人類目前成功地獲取食物和選擇伴侶的策略開始崩潰。詹納告訴《現場科學》，毒液最常見的是一種防禦方法或製服獵物的一種方式。恰恰是哪種毒液演變在很大程度上取決於動物的生活。
弗萊說，進化可以通過自然選擇來量身定制毒液。他說，有些沙漠蛇儘管是相同的物種，但由於它們的住所，但毒液具有不同循環系統，因為蛇在平坦地面上很短的鼠標不難追踪垂死的鼠標。在附近的洛磯山脈，蛇大部分狩獵的地方蜥蜴，毒液是一種有效的神經毒素，因為如果獵物未立即固定，它很容易掃使縫隙並永遠消失。
一些哺乳動物確實有毒液。吸血鬼蝙蝠具有防止血塊的有毒唾液，使用其化學武器更有效地從傷口中進食。有毒的sh和類似sh的蟲蟲（小的，挖洞的哺乳動物）可以通過使用毒液製服比以其他方式殺死的更大的獵物來支撐自己的體重班級。 Shrews有時還會使用毒液癱瘓獵物（通常是昆蟲和其他無脊椎動物）進行儲存和零食。詹納說，同時，鴨嘴獸沒有有毒，但後腿上確實有有毒的刺激性，大部分用毒液與其他鴨嘴獸在伴侶或領地上進行戰鬥。
當然，人類發明了工具，武器和社會結構，這些工具，武器和社會結構無需毒牙就可以完成此類工作。弗萊說，毒液也很昂貴。建造和折疊所有這些蛋白質需要能量。因此，當不使用毒液時很容易丟失。弗萊說，有一些海蛇具有殘留毒液，但不再是毒液，因為它們從以魚為食，轉變為以魚卵為食，這不需要有毒。
Fry補充說，這項新的研究可能不會為人類帶來新的超級大國的希望，但是了解毒液控制背後的遺傳學可能是醫學的關鍵。如果a眼鏡蛇的大腦要開始表達其毒腺表達的基因，蛇會立即死於自我毒性。了解基因控制不同組織中的表達如何有助於理解諸如癌症之類的疾病，這在很大程度上會導致疾病和死亡，因為組織開始在無法控制的地方生長並在體內不應該的地方分泌產物。
弗萊說：“本文的重要性不僅限於這一研究領域，因為它為所有這些有趣的問題提供了一個起始平台。”
該研究於週一（3月29日）在《期刊》上在線發布國家科學院論文集。
最初出版現場科學。
