作者:克莱姆森大学 一条西方侏儒响尾蛇吃一只青蛙
信用:凯尔·哈奇森 饮食的多样性在响尾蛇、铜头蛇和棉嘴蛇等蝮蛇毒液的复杂性中起着重要作用
但是，克莱姆森大学科学家的新合作研究发现，一条蛇所吃的猎物种类的数量并没有增加毒液的复杂性
更确切地说，是猎物物种在进化上彼此相距多远
“不仅仅是饮食导致了蛇毒液的变异
科学学院生物科学系的克里斯托弗·帕金森教授说
“如果一条蛇吃20种不同的哺乳动物，它的毒液不会很复杂
但是如果它吃蜈蚣、青蛙、鸟和哺乳动物，它会有一种非常复杂的毒液，因为毒液的每一种成分都会影响蛇所吃的不同动物的不同部分
" 《美国国家科学院院刊》在一篇题为“系统发育多样性饮食有利于北美蝮蛇体内更复杂的毒液”的论文中发表了这一发现
" 这项研究可能会产生更好的抗毒液，并作为其他蛇类研究人员的饮食数据库
“蛇咬伤是一种被忽视的热带疾病
在美国，它不会杀死很多人
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，每年只有8个左右
但它会造成持久的伤害，如神经和组织损伤
尽管我们有很好的反毒液，但它们肯定会更好
我们已经建立了一个美国所有物种的毒液库
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该论文的主要作者、前克莱姆森博士后研究员马修·霍尔德(Matthew Holding)说:“比以前做得更详细，所以对改进反毒液感兴趣的人可以利用这些信息。”
Holding与来自克莱姆森、佛罗里达州立大学、墨西哥和巴西的研究人员合作，研究了46种北美蝮蛇的毒液和饮食，包括所有生活在美国的蝮蛇
接下来，他们利用关于这些物种饮食的信息来理解为什么有些毒液简单，而有些毒液非常复杂
前克莱姆森大学博士后研究员马修·霍尔德的研究确定蛇毒的复杂性是由猎物的多样性驱动的
信用:马修控股 毒液含有能使猎物丧失能力的蛋白质
它包含的不同蛋白质的数量反映了它的复杂性
“你可以把毒液想象成蛇的工具箱，”霍尔德说，他现在是佛罗里达州国家科学基金会博士后研究员
“扳手、套筒和螺丝刀各有不同的用途
同样，当毒液注射到老鼠、蜥蜴、蜈蚣或蛇正在吃的任何猎物体内时，每种蛋白质都有不同的功能
" “有些蛇的毒液成分更少，更简单
有些人有更多
“我们想从进化的角度来理解为什么会这样，”霍尔德解释道
" 研究人员从北美的响尾蛇和棉嘴中收集了毒液和毒腺样本
他们使用下一代测序技术为蝮蛇生成了迄今为止最大的蛋白质组和毒液腺转录组数据集
利用自然历史标本，研究人员将毒液的复杂性与蛇类的饮食进行了比较
“拥有一个基于自然历史标本的猎物数据库是至关重要的，因为没有那些博物馆的藏品，我们不可能完成这项工作
“没有它们，我们不可能建立一个比较系统发育的框架来比较蛇的饮食和进化史，”帕金森说，他在农业、林业和生命科学学院的林业和环境保护系担任双重职务
持有所述毒液的复杂性随着蛇饮食的系统发育多样性而变化，同时进化出更简单和更复杂的毒液
这项研究表明，猎物物种之间的差异程度对目标毒液的进化至关重要，而不仅仅是猎物物种或主要分类群体之间的差异，无论它们在系统发育上如何相关
克里斯托弗·帕金森
学分:克莱姆森大学科学学院 以前的一些研究已经暗示，饮食可能会导致使用粗糙数据的蛇的毒液变异
这个项目利用了250多条个体蛇的毒液腺基因数据，这是迄今为止任何其他研究中密度最大的样本
研究人员还汇编了一个详细的猎物数据库
结合这些数据有助于理解毒液变异的原因
“因为我们使用下一代测序工具，我们可以做的不仅仅是计算毒液中的成分数量
我们可以更接近这些分类群中促成这一性状的遗传序列，这是以前从未做过的，”霍尔德说
研究表明，饮食多样性预测了蝰蛇毒液中四个最大毒液基因家族中三个家族的表达复杂性
丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶和磷脂酶呈正相关，这意味着蛇的饮食越多样化，它的毒液就越复杂
但是饮食对c型凝集素没有同样的影响
食物多样性占毒液复杂程度变异的25%到40%
“我们为其他研究人员提出了新的问题来解决，例如为什么c型凝集素与其他基因家族相比，在饮食多样性方面遵循不同的关系模式，以及如何解释我们无法解释的毒液复杂性的其余四分之三的变化，”霍尔德说
由于蛇毒衍生的药物被用于治疗人类的心脏病、高血压和血凝块，科学家对毒液了解得越多，他们就越有可能用它来制造人类药物
“我们看到了医疗或治疗用途的下游潜力
但让我们兴奋的是，我们会问，“为什么首先有这么多种蛇，而在这些蛇中，为什么有这么多种毒液对猎物或人有这么多影响？””控股说道
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