“世界上最能制造痛苦的昆虫”被发现以独特的方式瞄准神经

“世界上最能制造痛苦的昆虫”被发现以独特的方式瞄准神经尽管大多数蚂蚁种类都会产生毒液,而且许多蚂蚁会产生疼痛的刺痛,但很少有研究探索引起这种疼痛的机制。这主要是由于昆虫的体型,这使得收集和分析它们的毒液变得棘手。昆士兰大学的研究人员研究了澳大利亚绿蚂蚁和南美子弹蚁,这两种蚂蚁都有会导致严重、持久疼痛的蜇伤。绿蚂蚁遍布澳大利亚,包括城市和郊区。他们喜欢在大多数草下筑巢,通常不会被人注意,直到有人被蜇,几秒钟内就会产生强烈的灼烧感。子弹蚁栖息在中美洲和南美洲潮湿的低地雨林中。他们的名字来源于人们被刺痛时所经历的痛苦,与被枪击的痛苦相比。子弹蚁蜇伤还会导致严重的肌肉收缩和灼痛。美国已故昆虫学家贾斯汀·施密特博士创立了刺痛性昆虫的疼痛指数,将子弹蚁的蜇伤评为世界上最痛的昆虫蜇伤。“被子弹蚁蜇伤可能长达12小时,这是一种深入骨骼的钻孔疼痛,伴随着出汗和起鸡皮疙瘩,这与典型的蜜蜂蜇伤的10分钟影响完全不同,”SamRobinson说,他是该研究的主要作者。研究。“我们在澳大利亚没有子弹蚁,但我们的绿蚂蚁——或绿头蚁——也会造成持久的疼痛,许多澳大利亚人都会经历过这种情况。”1990年代的研究在子弹蚁的毒液中发现了一种毒素——一种具有麻痹作用的有毒肽,它会影响青蛙和大鼠骨骼肌纤维中的钠通道。疼痛感是由于我们感觉神经元(神经细胞)膜中钠通道的作用。简而言之,钠通道允许来自周围神经系统疼痛感受器的信息被传导到中枢神经系统以记录疼痛。在当前的研究中,研究人员希望通过检查细胞和分子水平上发生的情况来识别绿蚁和子弹蚁神经毒素中的致痛剂。他们测试并分析了小鼠感觉神经元上的毒液,发现毒素专门针对神经元的钠通道。“我们已经证明,这些蚂蚁毒液靶向我们发送疼痛信号的神经细胞,”罗宾逊说。“通常情况下,这些感觉神经元中的钠通道只会在受到刺激时短暂打开。我们发现蚂蚁毒素与钠通道结合,使它们更容易打开并保持打开和活跃,这转化为更持久的疼痛信号。”他们发现蚂蚁的肽毒素在结构上不同于其他影响钠通道的毒素,而且它们的作用机制是这种昆虫所独有的。“这些针对钠通道的神经毒素是蚂蚁独有的;没有人发现任何看起来或行为相同的东西,所以现在我们有一套新的工具可以使用,”罗宾逊说。自恐龙时代以来,蚂蚁就一直在使用神经毒素来抵御捕食者。研究人员表示,这一新发现对于我们了解疼痛的工作原理以及开发治疗疼痛的新方法非常重要。“我们想在分子水平上了解疼痛,而毒素是实现这一目标的绝佳工具,”罗宾逊说。该研究发表在《自然通讯》杂志上,下面的解释视频由昆士兰大学分子生物学研究所制作。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363941.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1363941.htm

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这种让人疼到怀疑人生的植物号称"自杀树" 研究它要戴防毒面具

这种让人疼到怀疑人生的植物号称"自杀树"研究它要戴防毒面具金皮树,图源:AustralianGeographic熟悉这个故事的人可能不多,但是这位退伍军人还讲述的另外一个故事,广为人知。他讲述了一位军官因为在野外方便,然后就地取材地用了这种树的叶子擦屁屁,结果因为忍受不了疼痛,选择开枪结束了自己的生命,这种树也因此得名——“自杀树”。“自杀树”绝对不是浪得虚名的,它被认为是能够对人类造成最强痛觉的树,而且痛觉相当持久。退伍军人西里尔蹭到后只疼三周算是幸运的了,有人因为被它刺到痛觉足足持续了两年。但是,直到2020年,人们才知道这种树为啥如此之痛,以及它为啥能让人的痛觉保持如此长时间。臭名昭著的金皮树这种树被称作金皮树,以澳大利亚一个小镇命名,主要就生长在澳大利亚,以及印度尼西亚的部分地区也有发现。其实,它被称为“自杀树”不完全是因为有人可能因为用它擦屁屁而自杀,更多的可能还是因为一些马匹因为它发疯似得死亡。在欧洲人到达澳大利亚时,他们进行了大规模的采矿活动,马匹作为主要的交通工具被带到了澳大利亚。但是随着时间的推移,人们发现经常会有一些马匹突然发疯似的乱窜,有些马会因此坠崖身亡,而有些马匹则会在乱窜中直接死亡。后来人们就锁定了金皮树,马匹是因为触碰或者误食了它才这样的。金皮树的叶子上的刺,图源:hiepphamcong/Flickr金皮树和我们熟悉的荨麻是同科植物,外观上也和荨麻十分类似,叶子和茎上都长有毛发一样的细刺——被称为毛状体,疼痛正是因为这些刺造成的。毛状体的顶部是一个球状结构,只要触碰到物体它就会瞬间脱落,露出非常锋利的尖头,这个尖头非常细,但是它比较坚硬,足够刺穿皮肤[1]。电子显微镜下的毛刺,图源:MarinaHurley之所以它能够又细又坚硬,这是因为与许多带刺植物一样,包含了二氧化硅,这赋予了刺足够的刚性。由于它足够细,所以实际上进入皮肤的瞬间,皮肤就自然愈合了,这给取出刺毛带来了困难——如果不清理可以在皮肤里存储很长时间,同时也给毒素释放提供了更好的环境。玛丽娜·赫尔利(MarinaHurley)是最知名的金皮树研究人员之一,在上世纪80年代末,她曾在昆士兰洲阿瑟顿高原的热带雨林灌木丛中持续研究了金皮树3年。不过,刚刚开始实地考察没多久,她就被蜇伤了,她用“你能想象到的最严重的痛苦”来形容金皮树的蜇伤。同时她还详细描述了蜇伤过程:被蜇伤后的相关部位立即会有灼痛感,但开始并不会让人痛不欲生,在20-30分钟的时候,疼痛才会达到顶峰,这时腋下的淋巴结就会肿胀并剧烈跳动。图:玛丽娜·赫尔利刺痛和淋巴结产生的剧烈抽痛可能会持续1-4小时,具体取决于你触摸的物种、被刺伤的皮肤数量以及与植物接触的力度,之后就是平稳的疼痛了[2]。不过,如果皮肤中的刺没有清理干净的话,数月乃至数年,只要触碰到,或者洗冷水澡时依然会有痛感。玛丽娜还表示,金皮树的刺毛的结构和功能类似于皮下注射针,它们不仅通过触摸来伤害人,还会通过空气传播,如果不小心吸入鼻腔,也有可能被刺伤。金皮树研究人员,图源:THEALNWICKGARDEN所以,后面玛丽娜和她的同事们都是戴着防毒面具工作的,不过她表示这种空气传播的毛刺对眼睛的影响很小。尽管玛丽娜和同事们进行了大量研究,但他们未弄清楚这种灌木毒素的确切成分。到底是什么让金皮树这么毒?最初人们在金皮树的刺上发现一种由8个氨基酸组成的肽,研究人员将其命名为“moroidin”(根据金皮树的拉丁学名Dendrocnidemoroides命名)。在过去的很长一段时间里,人们普遍认为moroidin就是金皮树让人疼痛的原因,但是后面越来越多的实验研究表明moroidin制造的痛觉远无法达到金皮树的威力。金皮树果实FaggM直到2020年,昆士兰大学的科学家们发现了另外一种未知的肽,科学家将这种新的肽命名为“gympietides”,它不仅可以直接激活疼痛感应神经元,同时还延迟了神经元上钠通道的失活[3]。神经元上的钠通道是神经元激活的重要组成部分,它失活意味着疼痛会一直传递,这是疼痛持久的原因所在。你可能还想知道,荨麻科物种大多都是有这种刺,凭啥就它这么毒?gympietides的结构就是所谓的抑制性胱氨酸结基序,在几种动物毒液中也有相同结构的物质。而动物毒液的进化表明,抑制性胱氨酸结蛋白最初通常是作为无害物质存在的,只是在某个时刻突变导致它变成了有毒。金皮树这种令人难以理解的毒,可能也只是一些突变,让它们一不小心变成了其它动物难以忍受的剧毒。不过,有意思的是,并不是所有动物都害怕这种金皮树的毒刺,许多昆虫都吃它们的树叶,以及一种哺乳动物——沼林袋鼠也吃它们的叶子。科学家还不清楚,为什么袋鼠能够吃这种叶子而不受影响,或许在不久的将来破解其中的秘密之后,可以用于治疗。现在被刺到没有任何有效的治疗方法,因此一些澳大利亚护林员是高危职业。最后早在1968年,金皮树这种瞬间让人陷入痛苦的特性,让英国对它产生了浓厚的兴趣,他们希望将这种毒刺或者毒素制作成生化武器。英国收集了许多金皮树标本,但正如你所见,金皮树致命的原因直到最近才被发现,所以英国的这个计划最终不了了解之了。据说那些标本至今还在,由于金皮树毒素的化学性质非常稳定且耐热,所以这些标本被人为至今还具有攻击性。参考资料:[1].栗子.“令人自杀”的恐怖植物,被他养在了家里.环球科学.2022-11-21[2].https://www.zmescience.com/feature-post/natural-sciences/biology-reference/plants-fungi/what-is-gympie-gympie/[3].https://doi.org/10.1126/sciadv.abb8828...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377989.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1377989.htm

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关于人体温度受体的意外发现可能帮助发展出更好的止痛药

关于人体温度受体的意外发现可能帮助发展出更好的止痛药现在,布法罗大学的研究人员揭开了驱动这些关键功能的复杂生物现象。他们的研究最近发表在《美国国家科学院院刊》上,揭示了离子通道受体中一种之前未知的、完全出乎意料的"自杀"反应,解释了对温度和疼痛敏感的复杂机制。这项研究可用于开发更有效的止痛药。该研究的通讯作者、哥伦比亚大学雅各布医学与生物医学科学学院生理学与生物物理学教授秦锋博士说:"我们对高温敏感的原因显而易见。我们需要分清什么是冷,什么是热,这样才能在身体即将面临危险时得到警告。"因此,不可能将对温度和疼痛的敏感性分开。秦说:"感知温度的受体也会介导疼痛信号的传导,例如有害的热。因此,这些感温受体也是疼痛治疗最关键的靶点之一。了解它们的工作原理是设计新一代副作用较小的新型镇痛药的第一步。"哥伦比亚大学的研究人员重点研究了被称为TRP(瞬时受体电位)通道的离子通道家族,特别是TRPV1,它是一种被辣椒素激活的受体,辣椒素是辣椒的辣味成分。这些都是皮肤受体,位于皮肤末梢神经的末梢。然而,如何证明这些受体的热敏性一直是个难题。秦解释说,蛋白质吸收热量并将其转化为一种叫做焓变的能量形式,而焓变与蛋白质构象的变化有关受体的温度敏感性越强,焓变就需要越大。他和他的同事之前开发了一种超快温度钳,用于实时检测温度传感器的活化。研究人员估计它的活化能很大,比其他受体蛋白的活化能大近一个数量级。然后,他们决定尝试直接测量温度受体的热吸收,这是一项"艰巨"的任务,因为这需要开发新的方法,并购置昂贵而精密的仪器。就像引爆原子弹他们以TRPV1受体为原型,发现热量能在该受体中诱导强烈、复杂的热转换,其规模非同寻常。这就像在蛋白质内部引爆一颗原子弹。研究人员还发现,受体的这些剧烈热转变只发生一次。秦解释说:"我们发现,为了实现其高温敏感性,离子通道需要在其功能状态下发生极端的结构变化,而这些极端变化会损害蛋白质的稳定性。这些令人吃惊的非常规发现意味着,通道在打开后会发生不可逆的折叠--它在自杀"。他继续说,使这一发现更加引人注目的是,它打破了传统的预期,即温度受体应该具有更高的热稳定性,尤其是在它能检测到的温度范围内被激活时。新发现违背了这一预期和可逆性概念,几乎所有其他类型的受体都具有可逆性。一种可能的解释是物理原理与生物需求之间的两难选择。他说:"生物需求--受体对温度的强烈敏感性--显然需要比蛋白质可逆结构变化所能提供的更大的能量。因此,受体必须采取非常规的自毁手段来满足其能量需求。温度受体如何利用通常被认为对生理功能具有破坏性的过程,将蛋白质的展开转化为自身的优势,这是非常了不起的。"是否会形成新的离子通道来取代旧的离子通道,这是秦和他的同事们计划下一步研究的问题之一。他说,神经元甚至有可能以某种意想不到的方式来检测和"拯救"受损的离子通道,或者用新合成的离子通道来补充它们。"值得注意的是,由于受体感知到的高温可能会造成组织损伤,人体可能并不关心被破坏的离子通道的命运,因为无论如何组织都需要再生,"秦推测道。"这也许是大自然想出的'聪明'策略,以最好地满足通道对高温敏感性的需求"。参考文献:AndrewMugo、RyanChou、FelixChin、BeiyingLiu、Qiu-XingJiang和FengQin于2023年8月28日发表于《美国国家科学院院刊》:"TRPV1温度敏感性的自杀机制"。DOI:10.1073/pnas.2300305120编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403601.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1403601.htm

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用这种叶子擦屁股 疼到开枪自杀 碰一下持续2年痛不欲生

用这种叶子擦屁股疼到开枪自杀碰一下持续2年痛不欲生所以这叶子到底是什么,效果这么逆天?这种植物名叫GympieGympie,也就是金皮树,常见于澳大利亚。当然它也有很声响亮的外号,像是什么自杀植物、刺树。之所以名字都这么凶狠,是因为它们不仅能带来世界上最痛苦的植物蜇伤,而且这种痛感还会持续很长时间。植物学家将它带来的痛感描述为「被火焰炙烤的同时,又遭遇电击」,相当于被一个法师用大招给偷袭到了,想想就知道十分酸爽。痛苦程度可以让一些动物疼到发疯,没法休息变得暴躁。甚至马都扛不住,发疯到最后只能惨遭人类处决。在一些经典传闻中,它甚至依靠这种痛感创造过击杀人类的成就。例如据澳大利亚一位退役军人讲述,曾经有一位军官拉野屎时没带纸,急中生智的他选择用这种叶子擦了屁股,哪知道这货带来的触感比砂纸还离谱,堪比用冒火的电棍戳菊花,结果痛到开枪自杀提前去世。所以为什么会这么疼?简单来说,金皮树无论是树叶还是果实,浑身被刺毛覆盖,它们极为细小尖锐,而且里面含有一种能够引起剧烈疼痛的神经毒素。这种「防御武器」就像是装满了毒药的注射器,覆盖了整个植物,所以哪怕最轻微的接触都有可能让刺扎进皮肤,如同被细小的玻璃扎进肉里。通常在接触到这种植物后,刺痛和灼烧感会立即反馈到身体上,并且在接下来的20到30分钟内进一步加剧。这种疼痛会一直持续,从几个小时到几天,甚至可以持续一年。这主要是因为刺在进入皮肤后人体没法搞定它们,过于细小也很难清除,时间长了伤口都找不到了它们还在里面。所以哪怕平时不再疼痛,但只要接触到水或者感受到温度变化都能重新引发剧烈疼痛。听起来它就是一种带毒的刺猬,而且尖刺细微不可察,碰上就倒霉,放在武侠小说里简直就是终极暗器。这下真是「因为怕人所以全点反伤甲了」,而这岂不是无敌了?其实还有很多生物对它的毒素是免疫的,会把它的叶子啃得坑坑洼洼。金皮树也在引诱鸟儿过来吃掉自己的果实,然后通过粪便传播种子。但这种植物对于那些毫无防备的人来说,显然还是极为危险的。1963年有一位老哥不幸被它刺伤到了脸、手臂和胸口,在他的描述中前两三天疼到没法睡觉,说是感觉有一双巨手在试图按压自己的胸口。这种痛苦持续了两年,洗个澡都浑身疼。那位讲述「擦屁股故事」的退伍军人自己也曾触碰到这种植物,最后救治他的时候只能把他绑在病床上,治疗了三个星期也不见好转,疼痛让他一直在挣扎扭曲。在这几年也不乏受害者,一位名叫NaomiLewis的大姐在骑自行车时发生意外,整个人掉到了树丛里,两条大腿直接被这种植物覆盖。她说痛苦已经超出了身体的承受阈值,双腿就像是被点着了一样,直接疼到呕吐。人是站着进的草丛,横着进的救护车,然后在医院呆了一个星期。医生帮忙处理了皮肤里尖刺,缓解疼痛的手段也只能缓解一点,基本还是靠自己硬扛。她吐槽说自己生过四个孩子,没有一次能比当时还要痛苦。最后她是靠止痛药离开的医院,但9个月后腿部偶尔还是会有疼痛感,就像是有人用皮筋抽她一样。知名狠活儿达人狼叔CoyotePeterson之前也挑战过这种植物,他曾经被子弹蚁咬过,也用手臂测试过大黄蜂,是一个对疼痛感经验丰富的狠人。结果金皮树依然给他带来了全新的痛苦体验,五官随时因为痛苦而扭曲。用树叶触碰手臂后,触电感与被火灼烧的感觉瞬间来袭,直接汗流浃背了:几分钟后疼痛感就已经有了子弹蚁的水平,然而后面还有几十分钟的上升空间。30分钟后他已经崩溃了,不仅感觉手臂在着火,身体其他部位也开始不舒服。手臂遇到水后更是感觉像是泡在岩浆里一样,疼痛感快速增强。一般来说如果被这种植物刺伤,最好需把刺全都取出来,但这其实很难。目前的应对方法之一,就是用脱毛蜡条之类的东西一次性把它们都拔掉,如果遗漏一根就要多弄几次,否则就要忍受漫长的痛苦。CoyotePeterson也表示自己很后悔,因为他把整个叶子卷到了手臂上,早知道只轻轻碰一下好了。结果自己只是稍微按了一下,就几乎在手臂上留下了接近50个伤口。话说回来,也难怪有人怀疑用这种叶子擦屁股的传说不是真的,因为一般拿在手里就开始痛了,哪还来得及往屁股上送。但如果是真的,也就不难理解为什么那个老哥会自杀了,毕竟谁能受得了自己的弱点被万箭击穿呀。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401593.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1401593.htm

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家里有这种土疙瘩虫子窝 到底要不要捣碎啊?

家里有这种土疙瘩虫子窝到底要不要捣碎啊?黑“蜂”洞主是泥蜂想见见“洞主”吗?只需在一旁静候几分钟。早晚会有一只两三厘米长、全身黑黄配色的大蜂飞来,停落在土疙瘩上。它那钳子般的上颚间,或许还夹着一枚绿豆大小的泥球。它会先将泥球贴在土疙瘩上,再用嘴将其抹平,就又匆匆飞走了。图源:博物杂志@唐志远摄你见到的这只蜂,很可能是泥蜂家族的成员。泥蜂是一大类蜂的统称,有一千多种,遍布全国各地。这类土疙瘩,就是它们的蜂巢。与蜜蜂、黄蜂这些“社会蜂”的豪华大厦不同,泥蜂大都单兵作战,只凭一己之力造个“土坯房”繁衍后代。泥丸砌就土坯房泥蜂交配后,雄蜂便离去,只剩雌蜂单独筑巢。第一步是选择房址:泥蜂喜欢在垂直的墙面或岩石表面筑巢,而且要高出地面一定距离,以防其他动物搞破坏。在巢址上方,还得有屋檐之类的凸起遮挡,这样下雨也能保持干燥。选址搞定就立马开工。建材主要是泥巴,不然怎么叫泥蜂呢?泥巴取材方便,附近有水塘就管够,而且容易塑形,干后也很牢固。然而搬运泥球是件苦差事,每次只能衔来绿豆那么小粒,一砖一瓦地砌墙造屋。赶上缺水,雌蜂还得自己用唾液和着干土自制泥巴。不过泥蜂的勤劳,一点儿不比蜜蜂差。只要锲而不舍,小型蜂巢七八个小时就能完工,大工程一两天也就大功告成。泥巢造好后结构像个口袋,内部空间分好几个巢室,分别有洞口联通外界。营建这种泥巢的蜂类,除了昆虫学上的泥蜂总科内的一千多种,还包括蜾蠃(guǒluǒ)科里很多成员。大家造的巢都各有特色。图源:博物杂志@唐志远2014年,中德联合的研究团队在中国江西发现一种有趣的蚁墙蜂。它也利用管状物筑巢,用泥筑墙分隔巢室。但入口处的第一巢室不产卵,里面堆满了死蚂蚁。原来,蚂蚁战斗力极强,别的动物都避而远之。蚁墙蜂这么做,是要用蚂蚁尸体散发出的蚁味,吓退入室的强盗。北方蜾蠃的泥巢,形似一个球形陶罐 图源:ProjectNoah各种泥蜂巢图源:博物杂志@唐志远摄囚禁“活尸”做存粮房建好了,雌蜂就开始囤粮。泥蜂是肉食性蜂类,并且从小就吃肉。不过幼蜂在羽化为成虫前,没有猎捕能力,前半生的口粮全靠母亲储备。勤劳的雌蜂刚结束“基建模式”,就马上转换为“猎杀模式”,四处捕捉猎物,带回塞入洞里。不过雌蜂并不直接杀死猎物,而是用蜇针注射麻醉剂,让猎物没法动弹,但其他机能照常运转,少说也能保证十几天肉身不腐。这样等幼蜂孵化时,就能吃上现成的新鲜肉。不同种类的泥蜂,还有自己偏好的食物类型:有的专门捕捉毛虫,也有抓蜘蛛的。搬运吃的回巢的泥蜂 图源:austinbug.com备足一屋子存粮,雌蜂就在食物堆上产卵。每室只产一枚,以免手足相残。之后用泥封死洞口。此后,破卵的幼蜂就在巢内吃、睡、成长、结茧,直到羽化那天才破门而出,开启新一轮的生命轮回。左边是囤粮,发育程度从左到右递进,最左还在吃,最右已经羽化 图源:博物杂志@唐志远摄“摄魂怪”扁头泥蜂泥蜂家族里,还有更厉害的成员:一身金属光泽的扁头泥蜂,不在墙面建造“土坯房”,而是挖地洞、哺育后代。它们为后代准备特殊食材——蟑螂。雌蜂先用蜇针,向蟑螂胸部注射毒液,使其不能动弹;再向蟑螂头部注射神经毒液。此后蟑螂任由扁头泥蜂摆布,在雌蜂牵引下(雌蜂用嘴咬着蟑螂触角),如“傀儡”一般被领入地下洞穴。随后雌蜂在蟑螂身上产下一两枚蜂卵,遮掩洞口离开。幼蜂全靠啃噬蟑螂肉身,完成发育过程。如果在家见到这些窝,介意的话可以抠掉,不介意的话可以等它们长大了自己飞走,但捣毁的时机不好的话可能会——对不起…… 图源:小红书@axxxy...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396863.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1396863.htm

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