據外媒報導，飲食的多樣性對響尾蛇、銅頭蛇和棉嘴蛇等蝮蛇毒液的複雜性起著重要作用。但來自克萊姆森大學的科學家們進行的一項新合作研究發現，蛇吃的獵物種類的數量並沒有影響到毒液的複雜性，反倒是被捕食物種在進化過程中彼此之間的距離起到了作用。
克萊姆森大學科學學院生物科學系教授Christopher Parkinson表示：「並不是飲食習慣決定了蛇類毒液的不同。這是廣泛的飲食。如果一條蛇吃掉20種不同的哺乳動物，那麼它的毒液不會變得非常複雜。但如果它吃了蜈蚣、青蛙、鳥和哺乳動物，它的毒液就會非常複雜，因為毒液的每個成分都會影響到蛇所捕食的不同動物中的不同東西。」
題為《Phylogenetically diverse diets favor more complex venoms in North American pit vipers》的研究論文已發表在《Proceedings of The National Academy of Sciences》上。這項研究可能會帶來更好的抗蛇毒血清並為其他蛇類研究人員提供飲食資料庫。
這項研究的論文首席作者Matthew Holding表示：「蛇咬傷是一種被忽視的熱帶病。在美國，因此死亡的人並不多，每年只有8人左右。但它會造成持久的損傷如神經和組織損傷。雖然我們有很好的抗蛇毒血清，但它們肯定可以做得更好。」
Holding跟來自克萊姆森、佛羅里達州立大學、墨西哥和巴西的研究人員合作研究了46種北美蝮蛇的毒液和飲食，其中包括所有生活在美國的毒蛇。之後，他們利用這些物種的飲食信息來理解有些毒液非常簡單而有些卻很複雜的原因。
毒液中含有的蛋白質能使獵物喪失行動能力。它所含不同蛋白質的數量反映了它的複雜性。
「你可以把毒液想像成蛇的工具箱，」Holding說道，「扳手、插座和螺絲刀各有不同的用途。同樣地，當毒液注射到老鼠、蜥蜴、蜈蚣或任何被蛇吃掉的獵物時，每種蛋白質都有著不同的功能。有些蛇的毒液更簡單、成分更少。有些卻更多。我們想要從進化的角度來理解為什麼會這樣。」
為此，研究人員收集了北美響尾蛇和棉嘴蛇的毒液和毒腺樣本。他們使用下一代測序技術生成了迄今最大的蝰蛇蛋白質組和毒腺轉錄組數據集。通過利用自然史標本，研究人員將毒液的複雜性跟蛇類的飲食進行了比較。
「擁有一個基於自然歷史標本的獵物資料庫是至關重要的，因為如果沒有這些博物館藏品我們就不可能完成這項工作。如果沒有蛇，我們就不可能建立一個比較系統發育的框架來比較蛇的飲食和進化歷史，」另一位研究人員Christopher Parkinson指出。
Holding表示，蛇毒複雜性的變化跟蛇類飲食的系統發育多樣性存在關聯–包括簡單和複雜毒液的進化。該研究表明，獵物物種之間的差異程度對目標毒液的進化至關重要，而不僅僅是獵物物種或主要分類群之間的差異，而不管它們的系統進化關係如何。
先前的一些研究使用粗略的數據暗示飲食可能導致了蛇類毒液的不同。這個項目則利用了250多條蛇的蛇毒腺基因數據，這比迄今為止的任何其他研究都要密集。研究人員還編制了一個詳細的獵物資料庫。結合這些數據將有助於理解毒液變異的原因。
研究表明，飲食多樣性可以預測蝰蛇毒液中四個最大的毒液基因家族中的三個表達的複雜性。絲氨酸蛋白酶、金屬蛋白酶和磷脂酶有積極的關係，這意味著蛇的飲食越多樣化它的毒液就越複雜。但飲食對C型凝集素沒有同樣的影響。食物的多樣性是造成毒液複雜性變化的25%到40%的原因。
「（為此）我們提出了新的問題讓其他研究人員來解決，比如為什麼C型凝集素跟飲食多樣性的關係與其他基因家族不同，以及什麼能夠解釋剩下的3/4的毒液複雜性的變化，（對此）我們無法解釋，」Holding說道。
由於蛇毒衍生的藥物被用於治療人類的心臟病、高血壓和血塊，科學家們對蛇毒了解得越透徹就越有可能用它來製造人類藥物。
來源：kknews研究：蛇毒複雜性由獵物飲食決定
