為什麼哺乳動物極少有毒?

Mc少爺



我們經常把脊椎動物的毒液與蛇和魚聯繫在一起,而很少把它們與哺乳動物和鳥類聯繫在一起。



毒液是對蛇和魚更有利,還是對其他種類更貴或更危險?或者它與進化史有關——毒液對蛇和魚的血統來說是不是更“進化”?



有毒動物的每一個譜系都獨立進化出毒液,然而,最終,它們的毒液相互呼應。這些結果表明,快速殺死獵物或捕食者的方法有限。不管什麼基因進化出毒液,它們最終都會和其他毒液非常相似。



據科學家研究表明蛇毒基因比蛇更古老,可能有2億年曆史。雖然毒液是一個很好的優勢,但它需要大量投資,而且通常進化緩慢。在一個有鋒利爪牙能夠撕裂獵物的世界裡,毒液可能不是必需的。哺乳動物進化成不使用毒液,儘管早期許多哺乳動物有毒,因為毒液可能不適合它們較高的日常能量需求。原來的毒液基因可能被有效地重新用於其他生物進化過程。



哺乳動物可能很難適應毒液的產生。所以可以想象,更簡單的生物有足夠的進化時間來獲得足夠的突變,這就解釋了為什麼哺乳動物和鳥類幾乎沒有毒液(雖然鴨嘴獸有毒),有毒的魚類和爬行動物種類很豐富。



此外,哺乳動物應該有很大的選擇性壓力,簡單生物體中的突變比複雜生物體中的突變更有可能產生可存活的後代,這可能是一個促成因素。


軍機處留級大學士


為什麼哺乳動物很少有毒呢?這是一個好問題,的確,除了鴨嘴獸等少數哺乳動物之外,絕大多數的哺乳動物都是沒有毒性的,那麼這是為什麼呢?


如果說大型的哺乳動物因為體型大的原因不需要用毒液來捕食以及自我保護,那麼為什麼體型小的哺乳動物也很少有毒性呢?或許我們可以很輕鬆地說出很多種具有毒性的脊椎動物,但是如果談到了哺乳動物,真正說得出毒性的卻並不多,大概5000多種哺乳動物裡面只有10來種有毒性,而且這些動物還處於相對邊緣的支系上。

其實考古學家通過分析現代哺乳動物的祖先發現,其實哺乳動物的祖先,已經發掘出來的化石表明,很多都具有溝槽牙,這也就意味著哺乳動物也曾經和很多的脊椎動物一樣擅長用毒,但是現在的很多物種已經放棄了這一能力,只有某些處於邊緣支系上的古老物種還具有這一特性。


對於這種變化,比較認可的觀點是哺乳動物作為恆溫動物,具有相當高的新陳代謝速率,早期一些體型小的哺乳動物,因為力量有限,很難捕獲食物,但是如果用毒的話,很容易捕獲到食物,所以那個時候毒性對於哺乳動物而言是很重要的,但是隨著恐龍的滅絕,哺乳動物逐漸成為了地球上的霸主,體型越來越大的同時,毒液能夠發揮的作用卻越來越小了。

因為哺乳動物的體型變大了,它所吃的食物體型也更大了,所需要的毒液也就越多,而捕獲食物不單單可以用毒液,還可以用強大的力量,這個時候毒液的弊端就顯示出來了,毒液一旦使用過後,很長時間之內不能得到恢復。而如果長期依賴毒液的話,恐怕很多動物得餓死了,因為等到下一次毒液足以毒死體型夠大的動物,恐怕得等到幾個星期之後,但是沒有多少動物能夠承受這麼長時間的等待的。只是科摩多巨蜥是一個例外,它是有毒性的,但是它毒死一個生物之後,需要幾個星期之後才能再次用毒性,可見的是,毒性在大體型動物身上,已經逐漸退化了。


鏡像科普


這是一個非常好的問題!

確實如果我們去看世界上大約5000種哺乳動物,以毒來作為自己生存武器的不超過10種,而且這些生物還並不屬於主系生物。到底是為什麼呢?我們就慢慢剖析這個問題。

哺乳動物的由來

我們先從哺乳動物的歷史來看起,所謂哺乳動物指的是用肺呼吸空氣的溫血脊椎動物,因能通過乳腺分泌乳汁給幼體哺乳而得名。


哺乳動物在侏羅紀晚期時期,開始登上大自然的歷史舞臺。

毒液的優點

使用毒液有什麼好處呢?很簡單意味著你能夠以小體型狩獵更大的獵物,這對於沒有進化出大體型,強壯肢體的動物來說無疑是最有效的生存方式。

據考古研究的化石發現,其實早期的哺乳動物大多數是有毒的,因為早期哺乳動物在與同時期其它生物相比體型較小,加上自身本就是恆溫動物,新陳代謝快,用毒能夠捕獵到更大,更多的食物,能夠讓自己更好的生存下來。

毒液的缺點

既然如此那麼為什麼哺乳動物不一直用毒呢?作為後來者,我們已經知道了最終哺乳動物成為了歷史的主角,地球生物的最高級形態。那麼毒液為什麼被大多數哺乳動物拋棄了呢?

我們仔細想想毒液的產生,大多數用毒的動物都面臨一個問題:那就是毒液的積累!要麼就是體內具有特殊功能分化的腺體產生,要麼就是食物富集。這兩種方法都面臨著毒液的積攢需要時間,發作也需要時間,並且毒液對於體型較小,運動較慢的獵物來說是有效的,但對於大體型,快速度的獵物就些許無力。因此對於慢慢進化出更大體型,更強壯四肢的哺乳生物來說,這種捕食方式無疑是低效率的!



換而言之,用毒還不如一巴掌拍死或者一口咬死來的乾淨利落,並且我們仔細去看用毒的動物都是喜靜,代謝慢的生物,而哺乳動物有著更快的新陳代謝和發達的神經系統也帶來了強大的力量和敏捷的反應,相比用毒的效率已經不能滿足哺乳動物了。

總結

哺乳動物早期的化石上都有著溝槽牙般的結構,這表明哺乳動物早期是用毒的,因為生存的需要,毒液成為了它們的生存利器。但隨著不斷的發展進化,強大的力量和速度成為了更有效的捕食方式,毒液已經成為發展的累贅,因此就這樣被進化所拋棄。


科學認識論


在哺乳動物中,大部分都是無毒的,只有少數幾種是有毒的,例如,雄性鴨嘴獸、吸血蝙蝠、溝齒鼠、懶猴(已知唯一有毒的靈長類動物)。而很多有毒的生物大都是卵生動物,最常見的是有鱗爬行動物,例如,毒蛇和毒蜥蜴。

現代的卵生動物體型大都較小,它們需要有相應的手段來在地球上生存,進化出毒腺,能夠產生毒素就成了一種選擇。因此,有毒動物會利用毒液來作為防禦和捕食手段,這是一種很好的生存能力。

然而,毒液需要一定時間才能發揮作用,並且使用過一次之後,需要等待一段時間才能再產生足夠的毒液,所以利用毒液來殺死獵物的效率並不高。而哺乳動物的體型較大,很多擁有強健的四肢、鋒利的爪子和牙齒,利用強大的力量和速度來捕殺獵物顯得簡單高效,所以哺乳動物不需要毒腺。有了毒腺之後,哺乳動物還要分出寶貴的能量來產生毒液,這顯然不利於生存。

根據化石記錄,有毒的動物很早就出現在地球上,目前已知最早的有脊椎有毒動物是一種似哺乳類爬行動物。根據《公共科學圖書館期刊》(PLoS ONE)在2017年刊載的一項研究[1],生物學家發現一種名為Euchambersia mirabilis的似哺乳類動物是地球上最早的有毒動物,它們的唾液中包含強大的毒液。這種動物生活在大約2.6億年前的二疊紀,它們比最早的毒蛇更早出現1億年。在恐龍崛起期間,這種有毒動物逐漸走向滅絕。

另外,化石記錄也表明,哺乳動物的祖先也是有毒的,隨著恐龍的滅絕,哺乳動物的崛起,曾經弱小的哺乳動物不需要毒液也能過得很好。那些有毒腺的哺乳動物大都走向滅絕,所以剩下的哺乳動物大都是沒有毒的。

參考文獻

[1] Julien Benoit, Luke A. Norton, Paul R. Manger, Bruce S. Rubidge, Reappraisal of the envenoming capacity of Euchambersia mirabilis (Therapsida, Therocephalia) using μCT-scanning techniques, PLoS ONE, 2017, 12(2): e0172047.


火星一號


為什麼哺乳動物極少有毒?因為毒素的成本很高,卻並不是那麼好用。

毒液包含很多蛋白質成分,蛋白質是重要的營養物質,合成蛋白質也需要大量的能量。毒液毫無疑問是奢侈裝備,能不用就不用,我們可以找到十個不用毒液的理由。

第一,獵手主攻擊,獵物可以堆防禦。有毒液就有反毒液,像蛇獴,地松鼠都對毒液有了一定的免疫力。更別提人稱平頭哥的傳奇一哥,沒有毒素的辣條怎麼吃,搭配老乾媽?



第二,基於第一點,毒液剛開始都有一定的經濟性,但是隨著獵物的不斷進化,毒液需求越來越高,否則就無效了。用毒的動物其實壓力很大,就怕哪一天製毒三天,只能換來一口肉。太攀蛇咬一口能殺死25萬隻老鼠,它一輩子也吃不完,這麼拼還不是為了能毒死它要吃的獵物。


第三,用毒捕獵是有風險的,獵物中毒了還能跑遠,很多毒蛇就會追蹤中毒的獵物。萬一追蹤過去,獵物已經被其它動物吃了呢?如果咬住獵物不放,都能咬死它了,為什麼還要用毒?浪費啊,把肌肉再進化一點多好。

第四,哺乳動物是恆溫動物,天生更加敏捷,強壯,敏捷強壯也是哺乳動物的生存之道。天下武功,唯快不破,大貓的手段都是一招斷喉,或者咬住口鼻讓獵物窒息,強悍的物理攻擊不需要毒液。被鎖喉的動物也很難使用毒液“正當防衛”,牙裡有毒也咬不到,所以防禦也用不到毒液。


第五,敏捷和強壯是哺乳動物的特點,特點越突出,生存優勢越大。在進化的過程中,那些把資源用在肌肉上的哺乳動物淘汰了用在毒液上的哺乳動物。

當然,也有有毒的哺乳動物,比如鴨嘴獸。以上五點適合大多數哺乳動物,因為生存環境的不同,總有例外。


飛魚科普


我覺得這不是一個生物學問題,而是一個數學問題。

毒液的優點和缺點都很容易理解,不用多解釋。我們只簡單設想一個場景,假如有一種營養豐富的蟲子,數量特別巨大,但是體內有劇毒。那麼這種劇毒能否長期保護這種蟲子呢?我認為不可能。面對這個巨大的食品櫃,很快就會有某種捕食者進化出抗毒能力,從而使這種毒素失效。在這種情況下進化出的毒素反倒是一種浪費,白白消耗寶貴的能量。在非洲大草原上,毒蛇數量較多的地方,平頭哥已經進化出了百毒不侵之身。可以想象,如果毒蛇數量眾多,就會有更多的物種進化出抗蛇毒能力。

防禦如此,進攻也是這樣,如果有一種優勢物種可以利用毒液進攻,對於攻擊目標來說,就會有一種強烈的進化壓迫,迫使它們進化出相應的抗毒能力。

對於有毒動物來說,其實它們的生態位非常狹窄,只有種群密度非常小的物種,毒液才會對他們有意義。想象一下,如果有種毒毛毛蟲非常稀有,一隻鳥可能一年也遇不到幾次,那麼對於鳥類來說,進化出相應的抗毒能力就是一種浪費。所以,毒素只對種群密度低的物種,毒素才能起作用。

恐龍滅絕之後,哺乳動物已經成為絕對優勢物種,自然沒有利用毒素的空間,所以早期數量眾多的有毒哺乳動物逐漸都放棄了毒液。


旅行到宇宙邊緣abc


首先說,動物有毒還是沒毒,都是進化的結果。自然界有很多動物有劇毒,一些昆蟲,毒蛇等等,它們的祖先基因變異後,長出用毒的器官,然後生存的很好,這個性狀就被保留遺傳下來。

哺乳動物為啥很少有毒呢?這也要從進化談起。哺乳動物應該是從一個祖先種類進化開來,而第一個哺乳動物應該是無毒的類型,因此根據路徑依賴的原理,它的變異的後代大概率也不帶毒基因。這倒不是說哺乳動物就進化不出毒性。哺乳動物存在於地球上的時間不到2億年,時間還不夠長。只要時間足夠,哺乳類照樣能夠變異出有毒的類型。


聊科技愛生活


首先在回答這個問題之前,我們要搞清楚另外一個問題,就是毒這個東西到底有什麼用,答案是為了生存。

而在動物生存的基本條件當中,食物是最為關鍵的一環,所以從某種角度上來說,毒素的作用就是幫助一些物種,更有效和更簡單的獲取食物。

但問題又來了,什麼樣的動物需要毒素呢?答案是體型比較小,動作比較慢的動物,因為對於自然界來說,體型往往決定了戰鬥力的高低。

而戰鬥力越強的動物,就越不需要毒素這個東西,因為毒素的產生需要時間的積累,如果要毒死那些體型比較大的獵物,就需要花費漫長的時間去累積足夠多的毒液。


那麼對於那些體型較大的動物來說,與其慢慢的累積足夠多的毒液,不如一刀剁死簡單粗暴效率高。

所以像老虎,獅子,狼,熊等這樣的大型動物,演化出鋒利的爪牙和粗壯的四肢才是正確的進化方向,而且就算一些體型巨大的蛇,也是依靠粗壯的身體去勒死獵物。

最後哺乳動物的大發展,是從恐龍滅絕之後出現的,由於哺乳動物迅速的佔據了恐龍留下的生態位,體型得到了巨大的發展,所以毒素這個東西只會慢慢成為累贅。

而且隨著體型的變大,哺乳動物的新陳代謝會加快,同時神經系統也會更發達,但這時候哺乳動物對於食物需求也會增加,它們根本就沒有時間去累積毒素,所以毒素只能慢慢被淘汰......


種植恆星


動物進化史上可能出現過有毒的哺乳動物動物,但是因為不能適應自然界而滅絕了,至於原因是什麼呢?小奶貓小奶狗吃奶的時候都會咬母親乳頭的對吧,如果咬的時候放一口毒,那麼貓媽媽不就中毒死了嗎,貓媽媽死了,小奶貓也就餓死了,所以有毒的哺乳動物無法繁殖下一代


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