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爲了防止人類幼崽誤吃鼠藥,廠家用上了奇怪的生物學知識

http://finance.sina.com   2020年09月23日 19:15   北京新浪網

  來源:把科學帶回家

  撰文:七君

  最近金星上發現疑似生物存在痕跡的新聞刷屏了,因爲金星大氣層含有一種和生物有關的氣體——磷化氫。

磷化氫分子磷化氫分子

  在地球上,除了人類的工廠以外,只有厭氧菌能製造磷化氫。沼澤裏就有磷化氫,那是沼澤裏的厭氧菌產生的。

  其實早在20世紀70年代,木星和土星的大氣層裏就發現了磷化氫。這兩顆行星的高溫高壓環境可以通過非生物的方式製造出磷化氫,不過地球和金星的大氣層缺乏這樣的環境,所以這次金星的發現才讓不少人感到激動。

  雖然磷化氫和生物有關,不過它並不是一種可愛的氣體,它無色有味,有股大蒜和臭魚的味道,而且易燃易爆。在美劇《絕命毒師》裏,懷特老師就用磷化氫炸翻了一個毒販。

  磷化氫的化學性質活潑,和空氣、水、酸、銅都會發生化學反應。在半導體行業也有應用:在給硅晶體加磷的時候就會用到磷化氫。

  許多人不知道的是,磷化氫還有一個和日常生活接近的應用,那就是老鼠藥。

鼠藥中的磷化鋅是黑色的鼠藥中的磷化鋅是黑色的

  老鼠藥有很多種,有一類金屬磷化物就是利用磷化氫殺老鼠的。

  藏有金屬磷化物的毒餌被動物吃下去以後,動物消化系統中的酸液會和金屬磷化物反應,生成有毒的磷化氫氣體,而磷化氫會阻止身體合成蛋白質,因此對生物有毒性。

  人類如果吸入過量磷化氫,數小時後就會出現嚴重的反應,大概在12-48小時後會出現心臟和肝臟衰竭的症狀。

  由於金屬磷化物和空氣中的水接觸後會釋放出磷化氫,這類老鼠藥有很刺鼻的大蒜味,它就是磷化氫的味道。齧齒動物似乎挺喜歡這種味道。一般來說,金屬磷化物被齧齒動物吃下去以後在1-3天后開始發作。

  磷化物老鼠藥的好處是不容易在中毒動物的體內累積,因此被毒殺後的屍體被別的動物吃了,也不容易造成二次中毒。

某種加入了磷化鋅的鼠藥某種加入了磷化鋅的鼠藥

  在抗凝血類滅鼠藥出現前,磷化物是常見的鼠藥。加之磷化物鼠藥比抗凝血類滅鼠藥要便宜,因此現在也有比較廣的應用。在鬧鼠患的地方,通常用磷化鋅鼠藥先過一遍,然後用更貴的抗凝血類滅鼠藥來第二波。

  所以問題來了,磷化氫對動物有普遍的毒性,怎麼保證其他動物不會吃了老鼠藥死亡呢?

  這裏就不得不提齧齒動物和其他哺乳動物的一大差別了。

  首先,齧齒動物並不排斥磷化氫發出的大蒜味,但是其他哺乳動物就比較討厭這種味道。

  其次,物種數量佔哺乳動物的40%的齧齒動物和大家不一樣,有不同的生理體驗:齧齒動物是脊椎動物中少見的不會嘔吐的那一支。

  以人類爲例,嘔吐是腦幹控制的,嘔吐時橫膈膜壓縮胃部,同時食道打開,被消化了一部分的食物就逆行而上。

橫膈膜(紅色)橫膈膜(紅色)

  而橫膈膜有兩塊肌肉:肋膈肌和腳膈肌。人類嘔吐時,控制橫膈膜運動的這兩塊肌肉一個收縮,一個舒張,但是齧齒動物只能同時收縮或舒張這兩塊肌肉,也就無法讓橫膈膜把毒物逼出去了。

  2013年,匹茲堡大學的神經科學家 Charles C Horn 和同事還發現,松鼠、豚鼠等齧齒動物的腦幹和消化道之間的神經連接也缺乏嘔吐刺激的功能。

  基於不會嘔吐的神經和生理原理,齧齒動物也不會因爲眩暈而嘔吐,也不會燒心(胃食管反流)。

  但是,嘔吐的主要作用是排除胃部和大腦裏的有毒物質,所以齧齒動物要怎麼避免中毒呢?

  齧齒動物的替代性策略就是超強的食物聯想學習能力和試毒能力。

  在遇到新的食物時,它們不會一下子放開肚皮吃,而是先小口試毒。如果吃了不舒服,它們下次就不會再碰,如果沒毒才開始吃。

  當然,如果真的食物中毒了,齧齒動物還有一招,那就是釋放皮卡皮卡啾啾啾威能,即吃土(pica)。

  原來齧齒動物中毒後就會大吃一坨解毒土,比如粘土和高嶺土。粘土有很強的吸附作用,所以可以“清熱解毒”。

  OKkkkk,所以齧齒動物不會吐和老鼠藥又有什麼關係?

  是這樣的,因爲齧齒動物無法嘔吐,而人還有其他大多數哺乳動物會,所以人類就在磷化物鼠藥中加入了一味催吐藥:酒石酸銻鉀。

  銻這個元素大家可以存一下表情包,因爲它的名字很特別——

  中世紀的時候人們就發現了酒石酸銻鉀的催吐作用了。叫酒石酸銻鉀這個名字,是因爲當時的人們服用它的方式:把酒泡在銻杯中24小時,然後幹了那杯酒。接觸了Sb化合物之後大家自然會一頓吐。

銻酒杯銻酒杯

  現在在研究哺乳動物上一頓吃了什麼的時候,研究人員也會給它們上酒石酸銻鉀。當然這對齧齒動物沒有用,所以要研究齧齒動物的話就只能上解剖刀了。

  有意思的是,雖然齧齒動物不會吐,但人家在眩暈或者吃了催吐藥以後也會難受,然後找土吃解噁心。對齧齒動物來說,吃土 pica 就相當於嘔吐的功能。看來皮卡丘說的“皮卡皮卡”是“噁心噁心”的意思啊,emmm。

  需要指出的是,雖然除齧齒動物以外的大多數脊椎動物都會吐,但也有少數例外。比如,馬不能嘔吐(但會反芻),野雞中的日本鵪鶉(Coturnix japonica)也不會吐。

  大家覺得會吐就太可憐了的長頸鹿其實真會吐,長脖子的它們應該很討厭暈車吧。

  最後,贈送一枚奇怪的冷知識。

  早在1986年,發表在 Science 上的一項研究發現,大鼠在吃了催吐藥後大腦會分泌大量愛的激素——催產素。但是呢,人類和許多會嘔吐的動物在噁心的時候卻不會分泌這種愛的激素。

  所以說,皮卡丘嘴上對小智說皮卡皮卡(好惡心),但身體卻愛上了吧。

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