眼镜蛇是几种高度有毒的蛇类之一,大多数会展开颈部肋骨形成帽子。虽然帽子是眼镜蛇的常见特征,但并非所有眼镜蛇都有。眼镜蛇分布于南部非洲至东南亚的岛屿。在它们的分布范围内,许多物种是蛇舞者的最爱,他们会惊吓它们,使其采取抬头防御姿势。但你知道喷射眼镜蛇是如何成为今天的模样吗?

喷射眼镜蛇首次出现在化石记录中,大约在早期人类出现的时期。据信这些蛇在被人类用作投射武器时受到的物理压力会导致它们喷射毒液。

这种进化可能是由我们的祖先触发的吗?

毒液喷射是一种罕见行为,仅在少数密切相关的蛇种中观察到。尽管如此,这种投射防御系统以及导致更大痛苦的精确毒素组合在这个小群体中独立进化了三次。

这种防御类型一定是受到强烈选择压力的驱动。我们认为,有几个变量使得人类的前身成为最可能的选择因素。

许多灵长类动物在感到受到威胁时可能会杀死蛇,常常使用投射武器或石子、树枝等工具。虽然这些通常不会致命,但能造成显著伤害。双足的古人类能够用两条腿行走,前肢解放出来,这比四足亲缘种类构成更大的远程威胁。这就需要蛇类的远程防御,如喷射。

毒液喷射的进化对应于早期人类祖先历史中的重要时间点。喷射大约在700万年前首次出现在非洲眼镜蛇中,正值古人类与类人猿和倭黑猩猩谱系分离的时期。喷射在亚洲眼镜蛇中大约在250万年前进化,与直立人(Homo erectus)在亚洲的出现同步。(来源:The Conversation

独特的毒素混合物

蛇毒是复杂的蛋白质组合,主要用于觅食时有效地使猎物失去行动能力。虽然蛇在自卫时会使用毒液,例如人类被蛇咬的情况,但大多数证据表明,毒液的成分是为觅食而非防御而发展出来的。

固定前牙蛇类(如眼镜蛇)的毒液会导致麻痹。这是由于神经毒性三指毒素过量,它们阻断神经传递或从神经系统传向猎物肌肉的冲动。另一方面,眼镜蛇含有三指毒素,会损伤细胞而不是阻碍神经传递。这类毒素被称为细胞毒素。

结果表明,喷射眼镜蛇的毒液中含有更高丰度的特定毒素家族——磷脂酶A2(PLA2),相比于非喷射眼镜蛇。由于这些眼镜蛇是为了防御而喷射,这首次表明防御因素推动了蛇毒的进化。(来源:The Conversation

喷射眼镜蛇的喷射距离有多远?

这些蛇提供了双重威胁。它们不仅可以通过疼痛的咬伤注入毒液,还能将毒素喷射出两到三码的距离。当它们想要时,能够非常迅速地移动。(来源:Natural History Museum

图片来源:Science.Org