本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
“蛇。為什麼偏偏是蛇？”——印第安納·瓊斯在《奪寶奇兵》中說
讓我們面對現實。蛇不是大多數人最喜歡的動物。它們悄無聲息地潛行和滑行，長著分叉的舌頭和不眨眼的眼睛，還有會咬人的毒牙或纏繞的身體。有些蛇非常危險，以至於有人因此喪命。根據世界衛生組織2010年的一份報告，每年至少有20,000人死於毒蛇咬傷。毫不奇怪，蛇通常令人恐懼、厭惡甚至憎恨。
然而，蛇是我最喜歡的動物之一，而且我被咬的次數也遠遠超過了應有的次數。當我講述我被蛇咬的故事時，我總是承認這是我的錯，蛇完全是出於本能和自保而行動。
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事實上，被咬讓我更加欣賞它們的獨特性——關鍵是要超越人們對它們的刻板印象和負面報道，去揭示隱藏在表象之下的奇妙動物。但是，仍然有很多人害怕蛇，甚至患有恐蛇症。
安德烈婭·萊塔門迪是加州大學聖地亞哥分校精神病學系焦慮和創傷應激障礙研究專案的博士候選人，專門治療患有恐懼症的患者。她說，恐懼是人類體驗中必不可少、自然且健康的一部分，也是發展的重要方面。
“對特定的物體和情境感到有些恐懼是很自然的，例如高度、人群、蛇、蜘蛛和黑暗。這些都是可能構成實際威脅的環境背景。因此，對這些“不安全”的環境保持警惕甚至迴避（逃跑、戰鬥、恐慌）是我們保持自身生存的一種方式。”
另一方面，恐懼症是一種非理性的恐懼，實際上會損害個人正常的日常生活。萊塔門迪表示，治療恐懼症最成功的方法包括在學習各種放鬆和應對技巧後，逐漸讓患者接觸影像、聲音或實際物體。
“有些恐懼是好的！”她說。“但是，當恐懼變得過度以至於干擾了患者的正常生活活動時，它就超越了恐懼，變成了恐懼症。”
但是，為什麼對蛇的恐懼或恐懼症在當今社會如此普遍呢？
完美的化學雞尾酒
蛇已經存在數百萬年了，並利用這段時間進化成為令人難以置信的高效獵人和捕食者，潛伏在世界各地的灌木叢和樹木中。但是，像所有好的故事一樣，要充分了解今天的蛇，您需要從頭開始瞭解它們是如何走到今天的。
它們的故事始於1億多年前，當時蛇從蜥蜴中分離出來，進化成更小、更快的捕食者，以捕捉快速移動的獵物。選擇要麼是跑贏獵物，這需要大量的能量，要麼是躺下等待獵物靠近你，並儘可能快速和安靜地使其喪失能力。
解決方案是毒液——一種由蛋白質和酶組成的複雜化學雞尾酒，進化目的是在蛇開始消化之前殺死或使獵物喪失能力。但是，事實證明，蛇的毒液進化方式與通常認為的不同。事實上，蛇毒是從2億多年前蜥蜴祖先的毒液進化而來的。
布萊恩·弗萊博士是澳大利亞昆士蘭大學生物科學學院的副教授，是蛇毒方面的專家，也是發現毒液相當複雜的進化史的科學家，其中包括與科莫多巨蜥和吉拉毒蜥的聯絡。
致命的不是咬傷……
雖然毒液系統在蛇之前就進化出來了，但正是它們對這種相當簡單的產物進行了複雜的升級，提高了其效力和多樣性。
弗萊說：“毒液完全是為了捕獲獵物，因此獵物的不同導致進化壓力選擇了不同的毒液。”
雖然很難將種類繁多的毒液化合物分類，但一個非常簡單的概括是蛇可以擁有三種類型的毒液，但大多數蛇都利用這三種類型之間的混合物：細胞毒素、神經毒素和血液毒素。
細胞毒素基本上是消化液，開始溶解咬傷部位的組織和肌肉，最終導致出血和死亡。神經毒素阻斷神經細胞向肌肉傳遞的電訊號，導致麻痺，最終窒息和死亡。血液毒素影響血液，要麼透過破壞紅細胞並引起大量內出血，要麼加速凝血因子，導致血管和動脈內阻塞，可能導致中風和死亡。
感覺到主題了嗎？
弗萊說：“毒液是非常複雜的混合物，即使在同一物種的不同種群中，其成分也可能差異很大。”
事實上，蛇擁有的毒液型別（或型別組合）在很大程度上取決於它所棲息的棲息地以及它所捕獵的獵物。例如，對於能夠快速逃脫的獵物（如魚類），需要速效毒液，而對於無法逃遠的獵物（如老鼠），作用較慢的毒液則非常有效。
但是，一旦獵物被抓住，就必須使用稱為毒牙的特殊牙齒注射毒液。
用毒牙咬
沃爾夫岡·伍斯特博士是英國班戈大學的講師，也是毒液和蛇類進化方面的專家。他說，對完整毒液裝置（毒液腺、輸送毒液的導管和毒牙）起源的理解尚不完整，但似乎是在8000萬年前進化而來的。但是，如上所述，弗萊最近的研究表明，毒液腺本身進化得更早。
但是，毒牙呢？毒牙是位於蛇的“商業末端”用於毒害獵物的巨大彎曲牙齒。
事實上，與毒液型別一樣，毒牙也存在大量的多樣性，但可以根據毒牙相對於口腔的位置大致分類：後毒牙、前毒牙和鉸合毒牙。
後毒牙蛇屬於 Colubridae 科（例如致命的非洲樹蛇，Dispholidus typus），這是一個非常大的類群，約佔所有蛇種的三分之二。然而，這個科的有毒蛇的毒牙位於口腔後部，並不注射毒液。伍斯特說，相反，必須透過咀嚼間接施壓於毒液腺，才能使獵物中毒。
前毒牙蛇屬於 Elapidae 科，其中包括毒液世界的搖滾明星，如眼鏡王蛇、曼巴蛇和死亡蝮蛇。它們的毒牙較短，並強烈向後彎曲，以便在咬住獵物後抓住獵物。它們的毒液被認為是所有蛇中毒性最強的。
“蝰蛇 [來自蝰蛇科] 的毒牙是管狀且長的，當蛇閉上嘴時，毒牙沿著口腔頂部放置，”伍斯特說。但是，當需要咬人時，巨大的毒牙會擺動到位，像皮下注射針一樣注射毒液，因此是鉸合毒牙。屬於這個科的蛇，如坑蝰蛇，被認為擁有最先進的毒液系統。
儘管蛇毒牙非常精巧和令人驚歎，但它們只是蛇攻擊工具箱中的一種工具。最好的武器是可以多種用途且不斷變化的武器，就像捕食者的瑞士軍刀。
弗萊說：“相對於生物本身，毒液的進化速度大大加快。”
進化革命
在對24種已知的蛇毒蛋白進行分析後，弗萊發現這些蛋白質的進化方式與預期大相徑庭。雖然人們普遍認為毒液是從修飾的唾液蛋白進化而來的，但研究人員確定，其中21種蛋白與在全身（如心臟、肝臟和大腦）中發現的蛋白質具有相似的氨基酸序列。
根據弗萊的說法，透過自然選擇的過程，這些蛋白質被徵募為毒液混合物中的新原料，要麼消失並隨後被取代，要麼進一步突變，變得更致命併成為永久性的新增物。
被毒害的主要治療方法是用抗蛇毒血清治療，抗蛇毒血清是透過從蛇身上獲取毒液並將其注射到動物體內以獲得抗體而製成的。重要的是要知道，抗蛇毒血清可以中和目標毒液並防止進一步的影響，但不會逆轉已經造成的損害。這就是為什麼一旦被毒性動物咬傷，儘快獲得抗蛇毒血清非常重要的原因。
然而，隨著毒液不斷進化，這創造了弗萊稱之為“熱點”的區域，在這些區域，毒液已經發生了根本性的進化，並可能導致抗蛇毒血清發揮作用的能力下降。然而，儘管情況可能很危險，但也存在機遇。
這些“熱點”是毒液中將出現新型毒素的地方，然後可以對其進行研究和分析，以便將來用於藥物設計和開發。
弗萊說：“毒液在藥物設計和開發中發揮了巨大作用，例如卡託普利，一種高血壓藥物，它是透過研究矛頭蝮的毒液而開發的，[矛頭蝮] 在該地區殺死的人比任何其他動物都多。”
因此，抗蛇毒血清不僅拯救了無數人免於痛苦、肢體喪失甚至死亡，而且對毒液的研究也有助於開發各種增進人類健康的產品。
對於一種長期以來被認為是邪惡象徵的動物來說，這還不錯。
參考文獻
世界衛生組織蛇毒血清免疫球蛋白生產控制和監管指南。2010年世界衛生組織。訪問日期：2011年1月22日。
Fry, B. G., et al. 2006. 蜥蜴和蛇類毒液系統的早期進化. 自然通訊 49 (2): 584-588.
Fry, B. G., et al. 2008. 武器庫的進化. 分子與細胞蛋白質組學 7.2: 215-246.
Fry, B. G., et al. 2009. 有毒類爬行動物毒液系統的進化和多樣化. 蛋白質組學雜誌. 72: 127-136.
圖片來源
1) 綠曼巴蛇 (Dendroaspis viridis) 照片，由 Patrick Coin 釋出到維基共享資源（知識共享許可）。
2) 照片由 Bryan G. Fry 拍攝，來自他的網站 www.venomdoc.com
3) 加彭蝰蛇 (Bitis gabonica) 照片，由 Brian McKay 釋出到維基共享資源（知識共享許可）。
關於作者： 大衛·曼利是一位加拿大自由科學記者，擁有生物學和動物學學位以及新聞學碩士學位。在他的科學家職業生涯中，他曾與數十種動物合作，現在花費大量時間為 Lab Spaces 以及他自己的部落格 The Definitive Host 撰寫關於奇妙動物世界的文章，您總能在 Twitter 上找到他（他的使用者名稱是 @davidmanly）。當他不寫作時，您通常可以發現他在閱讀一本好書或觀看他擁有的無數動物紀錄片之一。他總共被三條無毒蛇咬傷過，左手兩次，右臂一次，但他對它們沒有任何惡意。他最喜歡的蛇是 西部綠曼巴蛇 和 綠樹蟒。
所表達的觀點是作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。