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在哺乳動物崛起之前，至少對哺乳動物來說，蝎子的毒液是沒多大傷害的。

達爾文提出的進化論，其核心就是“物競天擇，適者生存”，物種為了適應環(huán)境的變化，在基因突變的驅動下，會從低級向高級進化。

盡管蝎子被譽為活化石，但它們在進化上仍然很靈活，尤其是在“改進”毒液以抵御哺乳動物捕食者方面。最近的發(fā)表在《系統(tǒng)生物學》（Systematic Biology）雜志上一項關于蝎子毒素產(chǎn)生的新基因分析，揭示了蝎子最近的進化步驟。

一個由威斯康星大學麥迪遜分校的生物學家領導的國際研究團隊已經(jīng)組裝了蝎子的進化樹，展示了七個獨立的例子，其中，這種獨特的八條腿動物進化出對哺乳動物有毒的毒液化合物的例子，引起了科學家們極大的興趣。

“它們身體形態(tài)的最后一次重大進化發(fā)生在大約4.3億年前，當時它們離開水，來到陸地上，”卡洛斯·桑蒂巴涅斯-洛佩斯（Carlos Santibáez-López）說，他曾是威斯康星大學麥迪遜分校的博士后研究員，也是在《系統(tǒng)生物學》雜志上發(fā)表的這項新研究的主要作者?！暗覀儸F(xiàn)在知道，它們最新的一次進化，是為了對付哺乳動物?！?/p>

在世界各地合作者的幫助下，洛佩斯收集了代表100種蝎子的標本，并從它們的毒腺中提取了RNA樣本。RNA樣本是從DNA轉錄的一條指令，用于告訴細胞要制造哪些蛋白質（如毒液）。通過在蝎子殺死昆蟲后不久收集RNA，洛佩斯能夠在蝎子補充毒液供應的同時，專注于積極制造毒素的基因。

根據(jù)毒液的差異建立一個系譜，研究人員可以看到，雖然蝎子在大約3億年前分裂成了兩個主要的家族，但這將導致現(xiàn)代蝎子的22個家族的出現(xiàn)，這種分化早于蝎子進化出針對哺乳動物的毒素。

到了將近7000萬年前，在新生代哺乳動物時代的黎明時期，像蝙蝠、嚙齒動物、貓鼬和獾這樣新出現(xiàn)的哺乳動物捕食者會對蝎子產(chǎn)生興趣，它們可能會把蝎子當“辣條”啃。但是蝎子在彎曲的尾巴上有一些未成型的防御武器。

“我們發(fā)現(xiàn)，當這些有毒蝎子與它們的近親物種分離時，它與捕食它們的哺乳動物的崛起有關，”洛佩斯說，他現(xiàn)在是西康涅狄格州立大學的教授。“這表明，當以蝎子為食的哺乳動物出現(xiàn)時，蝎子開始研制這些武器來保護自己。”

從化學角度講，當時蝎子用來殺死它們所吃昆蟲的毒液，與對正在崛起的哺乳動物捕食者起作用的毒素相去甚遠，對它們來說并沒有什么害處。

“工具箱就在那里，”研究論文的合著者、威斯康星大學麥迪遜分校的生物學教授普拉尚特·夏爾馬（Prashant Sharma）說?！八麄冇幸粋€可用的基因庫，可以從中提取毒素，這些毒素可以靶向昆蟲的神經(jīng)系統(tǒng)。不需要太多改變，就可以使這些基因適應，產(chǎn)生針對哺乳動物神經(jīng)細胞特定功能的毒素?！?/p>

由于新的基因組數(shù)據(jù)的廣度，研究人員可以跟蹤蝎子對哺乳動物越來越危險的發(fā)展階段。通過這一龐大的數(shù)據(jù)集，研究人員發(fā)現(xiàn)了蝎子逐步獲得對哺乳動物的防御能力的證據(jù)。它們的毒液剛開始只能用來對付昆蟲，后來進化到對昆蟲和哺乳動物都有危險，最后進化到含有針對哺乳動物的特有毒素。

這項研究可能有助于推進蝎毒化合物在人類醫(yī)學應用方面的新興研究?？茖W家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蝎子毒素具有抗菌、抗炎和抗腫瘤等藥用潛力。被腫瘤細胞吸引的蝎子毒液可以裝載一種發(fā)光的蛋白質，幫助外科醫(yī)生從患者身上移除癌細胞。

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標簽： 哺乳動物