日本京都大學理學研究科的森哲副教授與農學研究科的森直樹教授等人組成的研究團隊發現,毒蛇之一的九龍頸槽蛇頸腺的毒液成分是從螢火蟲活體內攝取的。
毒蛇虎斑頸槽蛇的頸背皮下有一個含劇毒的“頸腺”器官,用來保存自己免受掠食者的相害作用。毒液的主要成分爲強心苷蟾蜍二烯羥酸內酯(bufadienolide),來自虎斑頸槽蛇掠食的蟾蜍。已知全球頸槽蛇屬中有17種擁有這類頸腺,生活在中國西南部、主要以蚯蚓爲食的九龍頸槽蛇就是其中的一種。透過對粒線體和核DNA進行分析推測,頸槽蛇屬在演化的程序中,主食由蛙類變成了蚯蚓。
研究團隊分析了九龍頸槽蛇的頸腺,確定其毒液的成分是來自螢火蟲的蟾蜍二烯羥酸內酯的一種。另外還應答,九龍頸槽蛇的確會掠食螢火蟲。這表明,頸槽蛇向九龍頸槽蛇演化的程序中,飲食習性由掠食蛙類變成了掠食蚯蚓,同時開始利用螢火蟲代替蟾蜍來獲取蟾蜍二烯羥酸內酯。這種將毒液來源轉移到系統和生態都大相徑庭的餌食上的例子絕無僅有,這項研究成果將爲研究蛇的生態和動物的食性變化提供新的視點,是一項劃時代的發現。
研究團隊分析了生活在亞洲的螢亞科的5種螢火蟲。從中國大陸、臺灣和日本採集了短角窗螢屬(Diaphanes)的2種和窗螢(Pyrocoelia)屬的3種螢火蟲,粉碎其幼蟲後透過LC-MS和NMR分析提取物。最終在所有提取物中均檢測出了蟾蜍二烯羥酸內酯,應答與從九龍頸槽蛇活體內檢測出的蟾蜍二烯羥酸內酯結構相似。
取得這一發現後透過飼養應答,九龍頸槽蛇會掠食生活在日本的螢亞科螢火蟲之一、窗螢屬的幼蟲。另外,研究團隊調查了在野外採集的蛇的胃内容物後,發現了同爲螢亞科、生活在中國的短角窗螢屬的幼蟲。
以上結果表明,在向頸槽蛇屬蛇類中的九龍頸槽蛇演化程序中,蛇的食性因某些終極因數由掠食蛙類變成了掠食蚯蚓,與此同時,開始利用螢亞科的螢火蟲來取代蟾蜍獲取毒液蟾蜍二烯羥酸內酯。
論文資訊
題目:Dramatic Dietary Shift Maintains Sequestered Toxins in Chemically Defended Snakes
期刊:《PNAS》
DOI:www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1919065117
文:JST客觀日本編輯部編譯