蛇恐预警

毕竟怕蛇可能是一种古老的反应

今年是蛇年。纵观今年的各种生肖吉祥物，大多都被可爱化或卡通化——究其原因，大概与许多人都怕蛇有关，因而要尽量避免蛇原本的形象。

但，你有没有想过，人怕蛇的同时，蛇可能也怕人呢？

在古今中外关于蛇的恐怖传说中，不少蛇都有“远程杀生”的技能。例如古希腊和古罗马时期的蛇怪basilisk，只靠目光就能致人死地；柳宗元《捕蛇者说》里的“异蛇”，只要接触就能杀死草木。这也不完全是古人的臆想，在现实中，蛇确实拥有一种高效的能对人造成伤害的远程技能——喷毒。

莫桑比克射毒眼鏡蛇（Naja mossambica）喷射毒液的瞬间｜来源

能喷毒的蛇，毒牙有特化的出口，可以引导毒液向前或向上喷射，最远能射出米。最可怕的是它们还会瞄准人眼睛，被射中会引发剧痛、严重发炎，甚至可能永久失明。然而，这件恶毒的武器，对于蛇的捕食却收效甚微，因此有科学家猜测：喷毒产生于毒蛇和人类祖先的军备竞赛——换句话说，是因为蛇要对付人类祖先，才发展出了这一特异技能。

喷毒源自人蛇积怨？

虽然人人谈毒蛇而色变，但从蛇的角度看，灵长类也是强大的敌人。灵长类视力好、很聪明，发现蛇会报警，还会发动同伴围而歼之，甚至（非人灵长类）还会使用简单的工具。有人在哥斯达黎加观察过，白头卷尾猴（Cebus capucinus）用树枝击打粗鳞矛头蝮（Bothrops asper）。

白头卷尾猴｜Postdlf / Wikimedia Commons

人类的祖先及其亲戚在地面上活动，增加了遇到蛇的几率，而且“恐怖直立猿”及其亲戚无论聪明、团结抑或使用工具的能力，都比其他灵长类动物更上一层楼。因此，一些科学家认为，喷毒是一项专门为人科动物打造的武器。

眼镜蛇科的三个家族分别进化出了喷毒的能力，一个是眼镜蛇属（Naja）的眼镜蛇亚属（Naja），一个是眼镜蛇属的非洲喷毒眼镜蛇亚属（Afronaja），一个是唾蛇属（Hemachatus）。

阿氏射毒眼镜蛇 （Naja ashei）是世界上最大的喷毒蛇，体长最长可达米，一次能释放毫升毒液｜MorphinESTP / Wikimedia Commons

综合基因变异和化石记录，我们可以估测它们进化出现的时间。这就能发现两个有趣的现象：眼镜蛇亚属出现在万~万年前的亚洲，和直立人进入亚洲的时间存在重叠；非洲喷毒眼镜蛇亚属出现在万~万年前，和人类与黑猩猩祖先分化的时间存在重叠。

这至少说明存在一种可能性：人类的崛起给蛇施加了新的自然选择压力，蛇因此演化出了新的自保手段——在人类远距离攻击（比如用棍子打）的时候，用喷毒这个远程手段还以颜色。

喷毒蛇是绝痛毒师？

“喷毒是蛇与人科军备竞赛的结果”，这个假说还有一个更加隐秘的证据——来自蛇毒的险恶功能。

科学家们做了实验，使用各种毒蛇的毒液，以及毒液里分离出的不同成分，来激活哺乳动物的三叉神经元。三叉神经元的功能之一是控制眼睛，用这种办法，我们就能知道不同的蛇毒喷到眼睛里到底有多疼，而不用对人和动物做残忍的事。

结果发现，“喷毒蛇”对神经细胞的刺激效力明显超过“不喷毒蛇”。也就是说，它们不仅会喷人眼睛，被喷中的人还会异常疼痛——如果把“不喷毒蛇”的毒液装水枪里去滋人，是不会有这么疼的。

处理中南半岛射毒眼镜蛇（Naja siamensis）时，需对进行全脸防护｜Danny S. / Wikimedia Commons

值得注意的是，科学家使用分离的各种毒素测试，只有一类叫心脏毒素（cardiotoxins，CTXs）的成分能激活感觉神经元。然而，如果单单只有心脏毒素，并不能重现“原汁原味”的毒液刺激效果。

科学家发现，另外一类叫磷脂酶A2（phospholipase A2，PLA2）的毒素成分，能够显著加强心脏毒素刺激神经的效果。喷毒蛇和它不喷毒的近亲，在心脏毒素的量上区别并不大，但喷毒蛇的磷脂酶A2量明显多于不喷毒蛇，喷毒蛇制造磷脂酶A2的基因数量也多于不喷毒蛇。也就是说，心脏毒素和磷脂酶A2协同作用，造成了更大的痛楚。

对眼镜蛇科的进化树进行梳理，会发现“磷脂酶A2基因增加”和“喷毒能力的起源”这两件事共同出现。这下事情就很有意思了。喷毒蛇似乎是特别强化了毒液的“疼痛”这一功能。这对捕猎是没用的——除非有利可图，进化不会无故促使动物折磨它的猎物；但这对增加喷毒的杀伤力，却是再有效不过的手段。

人类也不甘被动

在军备竞赛中，灵长类也没有坐以待毙。捕食蛇的獴、蜜獾有抗毒性，但你有想过，人类也有天生的抗毒性吗？

想理解这件事，首先需要科普一点神经化学的知识。

我们体内有一种物质叫乙酰胆碱，在神经和神经、神经和肌肉之间进行“无线传递”，可以把它想象成神经的WiFi信号。细胞表面有一类特殊的分子，叫做乙酰胆碱受体，负责接收乙酰胆碱。眼镜蛇科和海蛇科的毒液中有一种成分叫α-神经毒素，能跟乙酰胆碱受体结合，从而阻止它接收乙酰胆碱。这样，肌肉收不到信号，就动弹不得了，情况不好甚至会呼吸肌瘫痪而导致人活活憋死。

有一种乙酰胆碱受体，叫做α-1尼古丁型乙酰胆碱受体（α-1 nicotinic acetylcholine receptor，缩写为α-1 nAChRs。这个名字很吓人，但它不是说你的神经里有尼古丁，而是说它会跟尼古丁产生反应）。作为一种乙酰胆碱受体，α-1 nAChRs也能和α-神经毒素结合。但与大部分哺乳动物比起来，所有的猿和一些生活在非洲和亚洲的、比较“进步”的猴子，它们的α-1 nAChRs对α-神经毒素的结合效果比较差——而在其中，我们人类和亲戚大猩猩、黑猩猩，结合的效果尤其差，这也就减少了α-神经毒素对机体的损害。也就是说，我们在一定程度上能够抵抗α-神经毒素和乙酰胆碱结合，从而减轻了蛇毒的作用。

毒蛇喷出的毒液，攻击范围最远可达米｜Wolfgang Wüster

非洲和亚洲都是眼镜蛇科的分布范围，所以我们和我们的猿猴近亲，已经和它们共同进化了相当长久的时间，产生了一定的抗性。相比之下，美洲的猴子和马达加斯加的狐猴，就没有对α-神经毒素产生抗性。

当然这不是说人百毒不侵。蛇毒是很复杂的混合成分，我们能抗这种毒素，不代表能抗其他的，而且这种抵抗功能只是“一定程度上”的，并不是完全抵抗。对人类来说，大多数眼镜蛇科仍然是剧毒。那我们为什么不进化出完全抵抗α-神经毒素的受体呢？可能是因为毒抗性会影响到受体正常结合乙酰胆碱的能力，也就是“WiFi信号”会变差，所以抗毒的好处到了一定程度，就可能被“信号差”的坏处抵消掉。进化中的许多事情都要权衡多方利弊，不能像游戏一样胡乱加点。

在一个实验中，被试者需要观看不同清晰度的蛇、蜘蛛和鸟类的照片，结果证明对蛇的影像更为敏感｜Nick Beligiannis, et al.

如果我们离开物质的领域而进入意识的世界，也会发现毒蛇的蜿蜒阴影像古神一样盘绕不去。

科学家对猴子的脑子进行了扫描，发现如果它们看到蛇，丘脑枕和杏仁核的神经元都会产生反应——这是一条相当原始的神经通路，在大脑发达的灵长类里已经很少被使用。也就是说，对蛇的反应（比如发现蛇、害怕蛇）是头脑里一个相当古老的程序。

这又涉及到一个跟“喷毒蛇与人存在军备竞赛”相似的假说：蛇探测理论（snake detection theory）。这个理论认为，自打灵长类起源之前，蛇就是小型哺乳动物的重要捕食者，所以灵长类进化出了特别擅长“发现蛇，并及时做出反应”的视觉和头脑。

所以，我们和蛇的“孽缘”可谓积怨已久。一项心理调查发现，超过%的受访者怕蛇，其中2%~3%对蛇有恐惧症反应。我们之所以会对蛇产生这么多的恐怖联想，或许是因为蛇的恐惧历史，比我们想象的更长。

参考文献

[1] Kazandjian T D, Petras D, Robinson S D, et al. Convergent evolution of pain-inducing defensive venom components in spitting cobras[J]. Science, , ): .

[2] Harris R J, Nekaris K A I, Fry B G. Coevolution between primates and venomous snakes revealed by α-neurotoxin susceptibility[J]. bioRxiv, : . .

[3] Boinski S. Use of a club by a wild white‐faced capuchin (Cebus capucinus) to attack a venomous snake (Bothrops asper)[J]. American Journal of Primatology, , (2): .

[4] Setogawa T, Matsumoto J, Nishijo H, et al. Neuronal mechanism of innate rapid processing of threating animacy cue in primates: insights from the neuronal responses to snake images[J]. Frontiers in Psychology, , : .

转自：果壳自然

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来源： 蝌蚪五线谱