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有種蘑菇的“毒”是“借”來(lái)的 文章來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2018-09-03 | 作者:羅宏 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】
圖1 羅宏繪 誰(shuí)都知道野生蘑菇可能有毒,不能亂吃。蘑菇中的“毒王”要數(shù)鵝膏屬的劇毒蘑菇了,每年都會(huì)令許多人喪命。例如,今年伊朗發(fā)生了一起因誤食這類蘑菇而導(dǎo)致的中毒事件,造成1000多人中毒。蘑菇中鵝膏的形象在人類文化中最深入人心,隨處可見(jiàn)的帶可愛(ài)白點(diǎn)的紅蘑菇(圖1),就是對(duì)捕蠅鵝膏生動(dòng)的描繪(圖2)。
圖2 楊祝良攝 在鵝膏屬中,除了致命的劇毒蘑菇,也包括了許多著名的食用種。歷史記載,凱撒大帝最喜歡吃橙蓋鵝膏,所以這種蘑菇在歐州也叫作凱撒鵝膏。著名的羅馬帝國(guó)暴君克勞迪亞斯,就是吃了他妻子準(zhǔn)備的一道混有劇毒鵝膏的橙蓋鵝膏而被毒死的。鵝膏在科學(xué)上也有重要的貢獻(xiàn),共有3位諾貝爾獎(jiǎng)得主的工作是以鵝膏毒素為研究對(duì)象完成的。某些可食用鵝膏和劇毒鵝膏在外觀上極其相似,難以區(qū)分,是造成中毒事件的重要原因。那么,這些劇毒鵝膏又是如何生產(chǎn)毒素的呢? 與青霉生產(chǎn)青霉素一樣,鵝膏也有多個(gè)基因組成“毒素生產(chǎn)線”,用于合成最毒的蘑菇毒素“鵝膏毒肽”。不僅鵝膏,人們?cè)缭谝话俣嗄昵熬鸵寻l(fā)現(xiàn),雖然盔孢傘屬和環(huán)柄菇屬的蘑菇與鵝膏親緣關(guān)系較遠(yuǎn),好比人與金絲猴的關(guān)系,但卻都能合成“鵝膏毒肽”,而鵝膏真正的近親蘑菇們卻沒(méi)有這一功能。這讓許多科學(xué)家百思不得其解,一時(shí)間眾說(shuō)紛紜。 最近,中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所的研究團(tuán)隊(duì)為我們揭示了謎底:大大出乎人們的想象,“鵝膏毒肽”并非這幾種蘑菇“原創(chuàng)”,而是從一個(gè)無(wú)親緣關(guān)系的古老蘑菇那里“借”來(lái)的!毒素對(duì)蘑菇可是很有用的,可以保護(hù)蘑菇不受動(dòng)物的傷害,這樣它的孢子才能成熟并傳播。居住在同一環(huán)境中的生物,可以直接交換基因和DNA,這一過(guò)程稱作基因水平轉(zhuǎn)移。人體中有很多DNA序列是來(lái)自病毒的,也是基因水平轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的。這些劇毒蘑菇正是借助這一方法,將對(duì)它們有利的毒素基因“山寨”了一份,加入到自己的基因中去,就好比“草船借箭”,瞬間就把自己武裝了起來(lái)!其他生物也許要花費(fèi)幾萬(wàn)年才能進(jìn)化來(lái)的技能,這些蘑菇則“得來(lái)全不費(fèi)工夫”。 研究還發(fā)現(xiàn),“借箭”是從環(huán)柄菇到盔孢傘再到鵝膏分步驟實(shí)現(xiàn)的(圖3)。鵝膏雖然最后才獲得這一毒素合成“秘方”,但卻將這“秘方”發(fā)揚(yáng)光大,踵事增華,進(jìn)化出了合成新毒素的能力,因此其毒性超過(guò)了盔孢傘和環(huán)柄菇,成了當(dāng)之無(wú)愧的“毒王”。研究團(tuán)隊(duì)早前證實(shí),劇毒鵝膏大概在恐龍時(shí)代就已經(jīng)出現(xiàn),可以推測(cè)“借”基因給鵝膏的古老物種存在的時(shí)間更早。如果這些劇毒蘑菇在白堊紀(jì)甚至更早就演化出這一“毒素生產(chǎn)線”,那么它們極有可能曾經(jīng)毒死過(guò)某些大型動(dòng)物。據(jù)推測(cè),最古老的產(chǎn)鵝膏毒肽的蘑菇在進(jìn)化的歷史長(zhǎng)河中已經(jīng)消失了,但這一“毒素生產(chǎn)線”在鵝膏、盔孢傘和環(huán)柄菇中得以保留,并在后代中傳遞下去,形成獨(dú)特的進(jìn)化機(jī)制,幫助其適應(yīng)了環(huán)境,生存并繁衍下去。
圖3 羅宏 攝、繪 (盔孢傘由 Michael G. Wood攝) 人類自古就有采集蘑菇的習(xí)俗,人口增加等因素導(dǎo)致這類活動(dòng)日益頻繁,對(duì)于蘑菇生存的威脅與日俱增。人們對(duì)劇毒鵝膏的敬畏,相對(duì)于美味蘑菇的大量采集食用,也許無(wú)形中形成了一種自然選擇壓,加強(qiáng)了劇毒蘑菇的生存與競(jìng)爭(zhēng)能力,這可能是導(dǎo)致近年劇毒鵝膏入侵多地,造成中毒事件頻發(fā)的一個(gè)重要原因。如果人類的活動(dòng)賦予了劇毒鵝膏生存的優(yōu)勢(shì),大概可以說(shuō)鵝膏毒肽產(chǎn)生了新的生物學(xué)功能,即防止人類的采集破壞,所以鵝膏毒肽的作用靶標(biāo)在漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中也悄悄發(fā)生了擴(kuò)大與轉(zhuǎn)變。目前這還僅僅是一種假說(shuō),鵝膏毒肽的生態(tài)功能還要進(jìn)行不斷研究才能揭秘。 ?。ㄘ?zé)任編輯:李雪) |
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