哥倫比亞喬科省的恩貝拉人給吹箭上毒時，處理不同的蛙有不同的規(guī)矩。

毒性弱一些的兩種（P. aurotaenia、P. bicolor），要用尖棍從蛙嘴穿進(jìn)去、后腿穿出來，有時還得湊在火邊烤，才能逼出足夠的毒液。

但如果拿到的是金色箭毒蛙（Phyllobates terribilis），什么穿刺和加熱都不需要，只要把箭頭在活蛙的背上擦一下就夠了（下圖）。

每只蛙只涂兩三支箭，不是毒不夠，是根本用不著更多。

蛙在太陽底下很快就蔫了，剩下的被放走。操作的人全程小心翼翼不碰蛙的皮膚。

小心是有道理的。

一只成年金色箭毒蛙體內(nèi)含有大約1毫克蟾毒素（batrachotoxin, BTX）。

按小鼠實驗的數(shù)據(jù)外推，這個量大約夠毒死10個成年人。BTX和神經(jīng)、肌肉上的鈉通道結(jié)合后，把通道鎖在打開狀態(tài)，鈉離子持續(xù)涌入，肌肉癱瘓，心臟停跳。結(jié)合是不可逆的，沒有解毒劑。

這種蛙住在喬科省太平洋沿岸的低地雨林里。那片雨林的年降雨量在6000到13000毫米之間，省會基布多一年有332天在下雨。

它天天淋雨，那毒不會流進(jìn)它自己嘴里嗎？

先得糾正一個直覺：我們以為蛙的毒像汗一樣均勻涂在皮膚外面，隨時可以被雨水沖走。

不是這樣的。

BTX儲存在皮膚下面一種叫顆粒腺（granular glands）的結(jié)構(gòu)里。

顆粒腺是兩棲動物特有的皮膚腺體，內(nèi)部的毒素被封在一層一層膜包著的顆粒里。腺體外面裹著一圈肌上皮細(xì)胞，平時不動。

下為光學(xué)顯微鏡圖，可以看到完整的顆粒腺輪廓，嵌在真皮層中，皮膚外表面已有分泌物出現(xiàn)：

只有當(dāng)蛙受驚、被抓握、或者感到疼痛的時候，肌上皮才會收縮，把顆粒里的內(nèi)容物擠出來，通過管道擠到皮膚表面。

也就是說，大部分BTX儲存在腺體里，不會自動跑到皮膚外面。

不過金色箭毒蛙有一點和其他箭毒蛙不同：

研究者發(fā)現(xiàn)，僅僅是用手拿著它就可能觸發(fā)毒素釋放，甚至不排除它會持續(xù)滲出微量毒素。對于毒性弱一些的種，確實是“被按了才爆”；但金色箭毒蛙的毒多到了一種程度，它的閥門似乎一直在微微漏。

所以，恩貝拉人處理弱毒種時要穿刺、烤火、費力逼毒。而對金色箭毒蛙，擦一下就夠了。

就算有微量BTX泄漏到了皮膚表面，雨水也帶不走它。

BTX的分子骨架長得像膽固醇，是個碳環(huán)結(jié)構(gòu)。實驗室提取BTX的標(biāo)準(zhǔn)流程是在氯仿和水之間做分配，BTX優(yōu)先跑到氯仿那一層，和水溶性的東西分開。雨水就是普通的水，BTX在里面幾乎不溶。

到這里，問題其實已經(jīng)回答了。

毒鎖在腺體里，平時不外漏；即使外漏了，雨水也沖不走。淋雨不會讓毒流進(jìn)蛙自己的嘴里。

可是這只回答了最表面的一層。

金色箭毒蛙不自己生產(chǎn)BTX。它的毒全部來自食物。

1980年，約翰·戴利（John W. Daly）等人在Science上發(fā)表了一個關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：

把野生金色箭毒蛙關(guān)在實驗室里養(yǎng)，六年后體內(nèi)的BTX水平下降了，但仍然比其他被土著用來制毒箭的種高出至少五倍。而在實驗室出生長大、從來沒吃過野外食物的下一代，體內(nèi)完全檢測不到BTX。

后續(xù)研究證實，蛙從獵食的螞蟻、螨和某一類甲蟲中獲取BTX的原料或成品，通過血液運到皮膚顆粒腺儲存。如果箭毒蛙都是圈養(yǎng)的，吃果蠅和蟋蟀長大，那就是完全無毒。

問題來了，BTX從腸道吸收進(jìn)入血液，經(jīng)過血液循環(huán)運到皮膚。這條路上，它經(jīng)過心臟，經(jīng)過神經(jīng)。一種能把鈉通道鎖死、讓心臟停跳的毒素，在蛙的血管里流了一路，為什么沒有殺死蛙自己？

2017年，有人在PNAS上報告了一個發(fā)現(xiàn)。

他們對比了金色箭毒蛙和大鼠的肌肉鈉通道，發(fā)現(xiàn)蛙的通道在一個關(guān)鍵位置上換了一個氨基酸。

這個位置正好在BTX的結(jié)合區(qū)域附近。他們把這個替換引入大鼠的鈉通道，大鼠的通道就變得對BTX高度耐受了，同時還保留了正常的開關(guān)功能。

下圖中，從第1個脈沖到第1500個脈沖，電流波形幾乎沒變，鈉通道照常快速失活，BTX沒能把它鎖開。

而且這個替換只需要一個核苷酸突變就能實現(xiàn)。

其實在更早之前的1980年，戴利就發(fā)現(xiàn)，金色箭毒蛙的神經(jīng)和肌肉組織對BTX不敏感，但對結(jié)合在同一位置的另外兩種毒素（藜蘆堿和梫木毒素），仍然敏感。

蛙在自然界不會碰到后兩種東西，所以不需要對它們設(shè)防。看起來像是一把被精準(zhǔn)調(diào)過的鎖：只擋了BTX這把鑰匙，其他鑰匙照常能插進(jìn)去。

一個核苷酸突變，解釋了一切。簡潔，可驗證，有說服力。這個答案被迅速傳播，成了網(wǎng)上幾乎所有“箭毒蛙為什么不怕自己的毒”文章的標(biāo)準(zhǔn)答案。

然后它被推翻了。

2021年，加州大學(xué)舊金山分校的丹尼爾·邁納（Daniel L. Minor Jr.）實驗室聯(lián)合斯坦福大學(xué)和加州科學(xué)院，在Journal of General Physiology上發(fā)表了一篇論文，做了一件2017年那篇論文沒做的事：

他們沒有在大鼠通道上測試蛙的突變，而是把金色箭毒蛙自己的鈉通道在實驗室里復(fù)制出來測試。

結(jié)果出乎意料。

把同樣的突變引入蛙自己的通道后，這個突變不但沒讓通道扛住BTX，反而損害了通道的正常功能（即使沒有BTX存在時也是如此）。

但活體實驗顯示，把BTX注入圈養(yǎng)的（無毒的）金色箭毒蛙體內(nèi)，蛙沒有產(chǎn)生中毒反應(yīng)（下圖）。這個鈉通道在試管里怕BTX，蛙活著的時候卻不怕。

而且，蛙的原生鈉通道在體外其實對BTX是敏感的。也就是說，“鎖”并沒有被換過。

這只能意味著一件事：蛙體內(nèi)有什么東西，在BTX接觸到鈉通道之前就把它攔截了。

研究團隊提出了一個新假說：

蛙體內(nèi)可能存在一類“毒素海綿蛋白”（toxin sponge），能牢牢抓住血液里散落的BTX，不讓它到達(dá)鈉通道。

雖然直接針對BTX的海綿蛋白還沒找到，但他們用另一對毒素和蛋白證明了這條路走得通：牛蛙血漿里有一種蛋白，能緊密結(jié)合一種叫石房蛤毒素的鈉通道毒素，并且可以在體外把被這種毒素堵死的鈉通道"救回來"。

2023年，同一批合作者中的斯坦福團隊在eLife上又報告，在另一類箭毒蛙的血液里找到了一種能抓住毒素的蛋白。

不過，能直接結(jié)合BTX的那個海綿蛋白，至今沒有找到。

現(xiàn)在回頭再看1980年那個“對藜蘆堿和梫木毒素仍然敏感”的老發(fā)現(xiàn)，它的解釋也變了。蛙的肌肉之所以不怕BTX，不是因為通道被改裝過，是因為BTX在到達(dá)通道之前就被血液里的蛋白截走了。藜蘆堿和梫木毒素能直達(dá)通道，只是因為沒有蛋白攔它們。

原本2017年有了一個答案，然后2021年被推翻了。新假說說蛙的血液里有一種蛋白，能在BTX碰到鈉通道之前把它截住。但這個蛋白至今沒有被找到。

參考

Alvarez-Buylla A, Fischer M T, Moya Garzon M D, et al. Binding and sequ