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为了防止人类幼崽误吃鼠药,厂家用上了奇怪的生物学知识

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

  来源:把科学带回家

  撰文:七君

  最近金星上发现疑似生物存在痕迹的新闻刷屏了,因为金星大气层含有一种和生物有关的气体——磷化氢。

磷化氢分子磷化氢分子

  在地球上,除了人类的工厂以外,只有厌氧菌能制造磷化氢。沼泽里就有磷化氢,那是沼泽里的厌氧菌产生的。

  其实早在20世纪70年代,木星和土星的大气层里就发现了磷化氢。这两颗行星的高温高压环境可以通过非生物的方式制造出磷化氢,不过地球和金星的大气层缺乏这样的环境,所以这次金星的发现才让不少人感到激动。

  虽然磷化氢和生物有关,不过它并不是一种可爱的气体,它无色有味,有股大蒜和臭鱼的味道,而且易燃易爆。在美剧《绝命毒师》里,怀特老师就用磷化氢炸翻了一个毒贩。

  磷化氢的化学性质活泼,和空气、水、酸、铜都会发生化学反应。在半导体行业也有应用:在给硅晶体加磷的时候就会用到磷化氢。

  许多人不知道的是,磷化氢还有一个和日常生活接近的应用,那就是老鼠药。

鼠药中的磷化锌是黑色的鼠药中的磷化锌是黑色的

  老鼠药有很多种,有一类金属磷化物就是利用磷化氢杀老鼠的。

  藏有金属磷化物的毒饵被动物吃下去以后,动物消化系统中的酸液会和金属磷化物反应,生成有毒的磷化氢气体,而磷化氢会阻止身体合成蛋白质,因此对生物有毒性。

  人类如果吸入过量磷化氢,数小时后就会出现严重的反应,大概在12-48小时后会出现心脏和肝脏衰竭的症状。

  由于金属磷化物和空气中的水接触后会释放出磷化氢,这类老鼠药有很刺鼻的大蒜味,它就是磷化氢的味道。啮齿动物似乎挺喜欢这种味道。一般来说,金属磷化物被啮齿动物吃下去以后在1-3天后开始发作。

  磷化物老鼠药的好处是不容易在中毒动物的体内累积,因此被毒杀后的尸体被别的动物吃了,也不容易造成二次中毒。

某种加入了磷化锌的鼠药某种加入了磷化锌的鼠药

  在抗凝血类灭鼠药出现前,磷化物是常见的鼠药。加之磷化物鼠药比抗凝血类灭鼠药要便宜,因此现在也有比较广的应用。在闹鼠患的地方,通常用磷化锌鼠药先过一遍,然后用更贵的抗凝血类灭鼠药来第二波。

  所以问题来了,磷化氢对动物有普遍的毒性,怎么保证其他动物不会吃了老鼠药死亡呢?

  这里就不得不提啮齿动物和其他哺乳动物的一大差别了。

  首先,啮齿动物并不排斥磷化氢发出的大蒜味,但是其他哺乳动物就比较讨厌这种味道。

  其次,物种数量占哺乳动物的40%的啮齿动物和大家不一样,有不同的生理体验:啮齿动物是脊椎动物中少见的不会呕吐的那一支。

  以人类为例,呕吐是脑干控制的,呕吐时横膈膜压缩胃部,同时食道打开,被消化了一部分的食物就逆行而上。

横膈膜(红色)横膈膜(红色)

  而横膈膜有两块肌肉:肋膈肌和脚膈肌。人类呕吐时,控制横膈膜运动的这两块肌肉一个收缩,一个舒张,但是啮齿动物只能同时收缩或舒张这两块肌肉,也就无法让横膈膜把毒物逼出去了。

  2013年,匹兹堡大学的神经科学家 Charles C Horn 和同事还发现,松鼠、豚鼠等啮齿动物的脑干和消化道之间的神经连接也缺乏呕吐刺激的功能。

  基于不会呕吐的神经和生理原理,啮齿动物也不会因为眩晕而呕吐,也不会烧心(胃食管反流)。

  但是,呕吐的主要作用是排除胃部和大脑里的有毒物质,所以啮齿动物要怎么避免中毒呢?

  啮齿动物的替代性策略就是超强的食物联想学习能力和试毒能力。

  在遇到新的食物时,它们不会一下子放开肚皮吃,而是先小口试毒。如果吃了不舒服,它们下次就不会再碰,如果没毒才开始吃。

  当然,如果真的食物中毒了,啮齿动物还有一招,那就是释放皮卡皮卡啾啾啾威能,即吃土(pica)。

  原来啮齿动物中毒后就会大吃一坨解毒土,比如粘土和高岭土。粘土有很强的吸附作用,所以可以“清热解毒”。

  OKkkkk,所以啮齿动物不会吐和老鼠药又有什么关系?

  是这样的,因为啮齿动物无法呕吐,而人还有其他大多数哺乳动物会,所以人类就在磷化物鼠药中加入了一味催吐药:酒石酸锑钾。

  锑这个元素大家可以存一下表情包,因为它的名字很特别——

  中世纪的时候人们就发现了酒石酸锑钾的催吐作用了。叫酒石酸锑钾这个名字,是因为当时的人们服用它的方式:把酒泡在锑杯中24小时,然后干了那杯酒。接触了Sb化合物之后大家自然会一顿吐。

锑酒杯锑酒杯

  现在在研究哺乳动物上一顿吃了什么的时候,研究人员也会给它们上酒石酸锑钾。当然这对啮齿动物没有用,所以要研究啮齿动物的话就只能上解剖刀了。

  有意思的是,虽然啮齿动物不会吐,但人家在眩晕或者吃了催吐药以后也会难受,然后找土吃解恶心。对啮齿动物来说,吃土 pica 就相当于呕吐的功能。看来皮卡丘说的“皮卡皮卡”是“恶心恶心”的意思啊,emmm。

  需要指出的是,虽然除啮齿动物以外的大多数脊椎动物都会吐,但也有少数例外。比如,马不能呕吐(但会反刍),野鸡中的日本鹌鹑(Coturnix japonica)也不会吐。

  大家觉得会吐就太可怜了的长颈鹿其实真会吐,长脖子的它们应该很讨厌晕车吧。

  最后,赠送一枚奇怪的冷知识。

  早在1986年,发表在 Science 上的一项研究发现,大鼠在吃了催吐药后大脑会分泌大量爱的激素——催产素。但是呢,人类和许多会呕吐的动物在恶心的时候却不会分泌这种爱的激素。

  所以说,皮卡丘嘴上对小智说皮卡皮卡(好恶心),但身体却爱上了吧。

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