美麗而危險(xiǎn)的小動(dòng)物——雞心螺(芋螺)


簡(jiǎn)介
? ? ? ? 雞心螺(Cone Snail)又叫“芋螺”,是一群有毒掠食性海螺,海洋腹足軟體動(dòng)物。
? ? ? ? 直到最近,超過600種的雞心螺都被歸為芋螺科(Conus)。然而,近年來,有人建議,雞心螺應(yīng)該只占據(jù)一個(gè)亞科,應(yīng)該被分成非常多的屬。2014年的一篇論文試圖穩(wěn)定該類群的一個(gè)更新的分類,顯著減少了新屬的數(shù)量,但保留了相當(dāng)多的亞屬。盡管近年來該分類已經(jīng)發(fā)生了數(shù)次重大變化,但在2015年版本的這些海螺及其近親的分類中,雞心螺再次組成了整個(gè)科。
? ? ? ?從始新世到全新世,人們都發(fā)現(xiàn)了雞心螺的化石。雞心螺的外殼形狀或多或少呈圓錐形,像一個(gè)雞心或者一個(gè)芋頭,這也是雞心螺(Cone Snail)名字的來源。
? ? ? ? 所有的雞心螺都是有毒的,能夠“刺痛”人類;如果處理活的,它們的毒刺會(huì)毫無征兆地發(fā)生,可能是致命的。對(duì)人類最危險(xiǎn)的物種是地紋芋螺(Conus geographus),它們捕食小型底棲魚類;較小的物種主要捕食海洋蠕蟲。錐螺使用皮下針狀的改良齒舌和毒液腺來攻擊和麻痹它們的獵物,然后再吞噬它。齒舌有時(shí)被比作飛鏢或魚叉,是帶刺的,可以從海螺的頭部伸出一段距離,在長鼻的末端。
? ? ? ?雞心螺的毒液主要為多肽,毒液含有許多不同的毒素,它們的效果各不相同。小型雞心螺的蜇刺并不比蜜蜂的蜇刺嚴(yán)重,但一些較大的熱帶雞心螺的蜇刺可能會(huì)很嚴(yán)重,有時(shí)甚至?xí)旅ku心螺的毒液有望成為一種新的、具有重要醫(yī)學(xué)意義的物質(zhì)的來源。
地理分布


? ? ? ?世界上有900多種不同的雞心螺,通常分布在世界各地的溫帶與熱帶海洋中,在西印度-太平洋地區(qū)分布最多。然而,一些物種適應(yīng)溫帶或亞熱帶環(huán)境,如南非的開普海岸,地中海,或南加州涼爽的亞熱帶水域。
? ? ? ? ?從潮間帶到更深的區(qū)域,在所有熱帶和亞熱帶海洋中都能找到雞心螺。雞心螺生活在沙子、巖石或珊瑚礁之間。當(dāng)生活在沙子上時(shí),這些海螺把自己埋起來,只有從表面突出的虹吸管。許多熱帶雞心螺生活在珊瑚礁中或附近。有些品種在低潮間帶和淺潮下帶的巖石下發(fā)現(xiàn)。
貝殼特征
? ? ? ?雞心螺的顏色和圖案變化很大,經(jīng)常出現(xiàn)同一種海螺的地方品種和顏色形式。這使得對(duì)這個(gè)屬中的許多海螺進(jìn)行精確的分類。截至2009年,已有3200多個(gè)不同的物種命名,平均每年引入16個(gè)新物種名稱
? ? ? ?雞心螺的殼大小不一。貝殼的形狀或多或少像一個(gè)圓錐體,正如人們從這個(gè)流行的科學(xué)名稱中所期望的那樣。殼體多輪,呈倒錐狀,前端為窄端。形成塔尖的螺旋頂部突出的部分或多或少是另一個(gè)更平坦的錐形。光圈細(xì)長而狹窄。角質(zhì)蓋非常小。外唇簡(jiǎn)單,薄而鋒利,沒有老繭,在上部有一個(gè)缺口狀的尖端。小柱是直的。
? ? ? ? 體型較大的雞心螺可以長到23厘米(9.1英寸)長。雞心螺的殼通常顏色鮮艷,有有趣的圖案,盡管有些品種的顏色圖案可能部分或完全隱藏在不透明的骨膜層之下。在其他種類中,最上層的殼層是薄的骨膜,一層透明的淡黃或褐色膜。
生活習(xí)性
? ? ? ? 雞心螺是肉食和掠食性動(dòng)物。它們捕食海洋蠕蟲、小魚、軟體動(dòng)物,甚至其他雞心螺。雞心螺行動(dòng)緩慢,它們使用有毒的魚叉(齒舌)捕捉移動(dòng)更快的獵物,如魚。一些較大種類的毒液,特別是魚食性的毒液,威力足以殺死一個(gè)人。
? ? ? ? ?腹足綱動(dòng)物的鞘(一種化學(xué)受體器官)比其他任何一種腹足綱動(dòng)物的同一器官都更加特殊化。正是通過這種感覺方式,雞心螺才意識(shí)到獵物的存在,而不是通過視覺。雞心螺用一種改良的,由幾丁質(zhì)和含有神經(jīng)毒素的毒腺組成的,鏢狀的,帶刺的齒狀齒固定住獵物。小種類的雞心螺捕食小的獵物,如海洋蠕蟲;而大的雞心螺捕食魚。
? ? ? ? 基于γ-谷氨酰羧化酶基因“內(nèi)含子9”的一部分進(jìn)行的分子系統(tǒng)發(fā)育研究表明,以魚為食在該群體中至少獨(dú)立進(jìn)化了兩次。
魚叉與毒液
? ? ? ?雞心螺用齒舌作為魚叉狀結(jié)構(gòu)捕食。每一個(gè)魚叉都是經(jīng)過改造的牙齒,主要由幾丁質(zhì)組成,形成于海螺的口腔內(nèi)。每顆特殊的齒舌都儲(chǔ)存在齒囊(口腔后壁的一個(gè)外翻的口袋)中,除了目前準(zhǔn)備使用的齒舌。蟲食性、軟體食性和魚食性的食性不同,齒舌結(jié)構(gòu)略有不同。
? ? ? ? 魚叉是中空的,帶有倒刺,附著在海螺喉嚨內(nèi)的舌囊內(nèi)的舌尖上。當(dāng)雞心螺發(fā)現(xiàn)附近有獵物時(shí),它就會(huì)向獵物伸出一根細(xì)長的軟管,叫做長鼻。齒舌上充滿了毒液腺的毒液,通過強(qiáng)有力的肌肉收縮從喙處發(fā)射到獵物體內(nèi)。毒液幾乎能瞬間使小魚麻痹。然后雞心螺縮回嘴舌,把被馴服的獵物拉進(jìn)嘴里。獵物被消化后,雞心螺會(huì)反芻任何不能消化的物質(zhì),如刺和鱗片,連同當(dāng)時(shí)一次性的魚叉??傆幸粋€(gè)魚叉儲(chǔ)存在舌囊。當(dāng)雞心螺感到受到威脅時(shí),可以使用魚叉自衛(wèi)。
? ? ? ?雞心螺的毒液含有數(shù)百種不同的化合物,其確切成分因種類而異。這些不同毒液中的毒素被稱為芋螺毒素。這些是各種多肽,每一種都針對(duì)特定的神經(jīng)通道或受體。一些雞心螺的毒液還含有一種減輕疼痛的毒素,用它來使受害者失去知覺。
雞心螺的烈性毒液
?? ? ? ?雞心螺鮮艷的顏色和花紋很吸引人,因此人們有時(shí)會(huì)把活的雞心螺撿起來。于是悲劇就發(fā)生了,因?yàn)殡u心螺經(jīng)常在這種情況下發(fā)射魚叉。一些較大種類的雞心螺的魚叉可以穿透手套或潛水服。
? ? ? ? 許多小型的雞心螺的蜇刺可能并不比蜜蜂或大黃蜂的蜇刺更嚴(yán)重,但一些較大的熱帶雞心螺的蜇刺,特別是地紋芋螺(Conus geographus)、郁金香芋螺(Conus tulipa)和條紋芋螺(Conus striatus),可能是致命的。
? ? ? ?其他的危險(xiǎn)物種有金翎芋螺(Conus pennaceus),織錦芋螺(Conus textile),宮廷芋螺(Conus aulicus),僧袍芋螺(Conus magus)和大理石芋螺(Conus marmoreus)。根據(jù)戈德弗蘭克的《毒理學(xué)緊急事件》,大約27人的死亡可以確信地歸因于雞心螺中毒,盡管實(shí)際數(shù)字幾乎可以肯定要高得多;據(jù)估計(jì),僅地紋芋螺中毒一項(xiàng)就有30多人死亡。
? ? ? ? 大多數(shù)捕食蠕蟲的雞心螺可能對(duì)人類沒有危險(xiǎn),可能只有較大的物種例外。其中一種吃魚的物種,地紋芋螺,也被稱為“雪茄螺”,這意味著被這種生物蜇刺,受害者只剩下抽一根雪茄的時(shí)間可以活著。
? ? ? ? 更嚴(yán)重的雞心螺蜇刺癥狀包括局部劇烈疼痛、腫脹、麻木、刺痛和嘔吐。癥狀可以立即出現(xiàn),也可以延遲數(shù)日。嚴(yán)重的病例包括肌肉麻痹、視力改變和可導(dǎo)致死亡的呼吸衰竭。
? ? ? ? 雞心螺的毒液在制造藥物方面的吸引力在于各種成分起作用的精確度和速度;許多化合物以一類特定的受體為靶點(diǎn),排斥其他受體。這意味著,在孤立的情況下,它們可以可靠而迅速地對(duì)人體系統(tǒng)產(chǎn)生特定的影響而不產(chǎn)生副作用;例如,幾乎立即降低心率或關(guān)閉單一神經(jīng)的信號(hào),如疼痛感受器。
? ? ?? Ziconotide是一種止痛劑,藥效是墨菲的1000倍,最初是從僧袍芋螺(Conus magus)的毒液中分離出來的它在2004年12月被美國食品和藥物管理局批準(zhǔn),命名為“Prialt”。其他藥物正在進(jìn)行臨床和臨床前試驗(yàn),例如這種毒素的化合物可能用于治療阿爾茨海默病、帕金森病、抑郁癥和癲癇。
? ? ? ?許多由雞心螺產(chǎn)生的肽顯示出成為有效藥物的前景,如AVC1,從澳大利亞物種維多利亞芋螺(Conus victoriae)中分離出來。這已被證明對(duì)治療術(shù)后和神經(jīng)性疼痛非常有效,甚至可以加速神經(jīng)損傷的恢復(fù)。
? ? ? ? 眾所周知,地紋芋螺和郁金香芋螺會(huì)分泌一種胰島素,引起附近魚類的低血糖休克,使它們癱瘓。它們是已知的僅有的兩種將胰島素作為天然武器的物種。對(duì)于生物化學(xué)家來說,確定這種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系是很有趣的芋螺類胰島素毒液,也被稱為雞心螺胰島素,能夠與人類胰島素受體結(jié)合,研究人員正在研究它作為一種高效速效治療胰島素的用途。
? ? ? ? 雞心螺毒液的其他治療用途也正在審查中,作為各種疾病的潛在治療方法和抑制劑以及治療這些疾病的藥物產(chǎn)生的副作用。雖然雞心螺的毒液主要用于降服獵物,但它的毒液已被證明可以緩解人類疼痛。通過解構(gòu)雞心螺毒液中的高效肽和蛋白質(zhì),科學(xué)家們已經(jīng)能夠生產(chǎn)治療慢性疼痛的藥物,如Ziconotide。這些多肽和蛋白質(zhì)通過雞心螺的毒液腺釋放,并靶向宿主的膜蛋白。雞心螺毒素具有靶向特異性和短序列。這種現(xiàn)象的一個(gè)例子是ω-mvia,它以鈣通道為目標(biāo),對(duì)n型鈣通道有特異性。有多種已知的蛤毒素肽編碼特定的受體,如:contulkin-g,χ- mri,α-Vc1.1,Conantokin-G,κ-pvia和μO-MrVIB。在接受癌癥和HIV治療的患者中,這些肽被證明可以抑制疼痛。