据《纽约时报》报道，在澳大利亚内陆，生长着一种九英尺长的眼镜蛇科毒蛇———大班毒蛇。这是一种谁也惹不起的动物。因为它的毒液的毒性是眼镜蛇的50倍！它的牙很长一直伸到下颌外边。人和其他动物被这种蛇咬伤之后会在片刻昏迷，很快死亡。大班蛇的毒液为何具有如此大的杀伤力？科学家利用基因解码技术，揭开了这个谜团。
研究蛇毒，为的是破译过去6000万年进化的秘密
弗兰·弗利博士是墨尔本大学的一名生物学家。和绝大多数人不一样，他不仅敢打扰这种蛇，他还主动出击，到灌木丛中寻找它，用袋子把它们装起来。然后，他会抓住它的头部，观察毒液从它的牙中流出。除了这种毒蛇外，弗兰博士还从死了的蛙蛇、响尾蛇、眼镜王蛇、海蛇及许多其他蛇身上收集毒液。他估计，每年他处理的蛇可能达到2000到3000条。
他承认：“与其中的一些蛇打交道冒很大风险。我习惯于进行非常刺激的跳台滑雪和冲浪运动。但是，这些运动所冒的风险都没有与这些蛇打交道大。”寻找刺激并不是34岁的弗兰博士做这项工作的目的。他的目标是破解蛇毒在过去6000万年进化的秘密。他相信，推算这些蛇的过去必将有助于医药领域的突破。
在过去的35年里，科学家们已经将蛇毒转化为药物。就在今年2月，弗兰博士和他的同事们还为从这种蛇身上发现的一种分子申请了专利。这种物质可能会对治疗心脏衰竭有帮助。他认为，明白了蛇毒进化的秘密可以加速这一问题的解决。他说：“我们为了使研究继续下去必须有一个好的计划。”
无毒的蛇实际上是有毒的
弗兰博士说，“从开始学会走路起”，他就迷上了毒蛇。在上世纪九十年代末，他开始写关于内陆毒蛇的学术论文时，就开始了抓蛇和挤毒液的经历。为了发现新的毒素，他就要对新毒液中的分子进行分析，当发现这些分子与已知毒液的分子相近时，他就把它们分离出来进行更仔细的观察。
随着弗兰博士发现毒液种类的增多，他开始考虑这些毒液如何进化的问题。他说，这是一个非常有争议的领域。许多研究人员认为，像响尾蛇和眼镜蛇这样不同类别的毒蛇，它们毒素的进化是独立的，这些毒蛇的近亲是无毒蛇。但弗兰博士通过多年的研究认为他们的结论是错误的。他说：“无毒的蛇实际上是有毒的，只是它们产生的毒量很少而已。”他也承认，这并不意味着这些蛇是危险的。这些蛇所需要的就是使青蛙昏迷，减缓其行动。
利用基因技术解码蛇毒
这些发现激励着弗兰博士进行更深一层的研究，去发现蛇毒进化的秘密。他的这一计划在几年前几乎是不可能的，因为当时传统的确认新毒的方法非常简单。但为“人类基因组计划”而开发的技术改变了一切。他说：“我们不再需要花费一两个月的时间来寻找两三个蛋白质的序列，在一个月里我可以完成近2000个序列。这样效率就有了极大的提高。”
与弗兰博士进行毒液研究合作的分子进化论专家阿莱加德罗·罗尼说：“这在15年前几乎是不可想象的。”弗兰博士已经能够确认毒液腺细胞里所有活跃的基因，并能解读它们的DNA顺序。毒液腺细胞里大约一半的基因产生有名的“护家”蛋白质，这些蛋白质对所有动物来说都非常重要。剩下的多数就是毒液了。在确定了几种新毒素，包括许多代表新类型毒液的毒素之后，弗兰博士说：“我仍然认为，我们的发现只是皮毛。”
毒液基因进化树破译毒蛇进化
现在，弗兰博士已经建立起了这些毒液基因的进化树，发现了蛇毒进化的秘密。开始的时候，蛇类的毒液都不多，就像现在我们所说的无毒蛇一样。后来，一些种类的蛇进化为毒性极强的蛇。他说：“这是蛇类在适应环境方面迈出的最重要的一步。”能够产生毒液的蛇不再只依靠收缩身体和其他身体方法来捕食了。这将蛇从肌肉发达、动作缓慢、用收缩身体来捕食动物中解放出来，它们变得更轻、更灵活，而且可以控制从海底到树梢的任何空间。
弗兰博士的研究也为发现毒液分子的起源带来了希望。有一些研究人员认为，毒液中的毒素是改进了的唾液蛋白。他们指出，最初的唾液蛋白能够帮助蛇在口里分解食物。
而弗兰博士在今年3月份的《基因组研究》上发表的报告中关于毒液基因中的DNA的论述与这种观点不同。他在通过对网络上的与其相关的非毒基因数据进行研究之后，建立了24个毒素基因进化树。只有两例毒素基因是从唾液基因进化来的。而其他几乎所有的都表明毒素基因是从活动在毒素腺外的基因进化来的，比如从血液、大脑或肝脏等。
基因补充发挥重要作用
研究表明，一种典型的毒素基因的进化很可能始于对活动在其他器官的基因的偶然复制。在一个被称为基因补充的过程中，基因复制品中的一个可能发生变异，开始在毒腺中产生蛋白质。在这种情况下，这些蛋白质在被射向蛇的猎物时就变得有害了。自然选择促使这些蛋白质更有杀伤力。
以前有关毒液的研究表明，一些毒素有可能是以这种方式进化的，但是仅此而已。比如，特拉维夫大学生物学家艾兰扎尔·科奇瓦博士及他的同事已经发现了洞穴角蝰的毒液与某些哺乳动物的酶相近。科奇瓦博士说：“我们仅仅是提出这个问题，但是弗兰博士用众多的证据更加清晰更加明确地证明了它。”
基因补充这一概念其实并不新鲜，科学家已经找到证据，证明基因补充的确在包括眼睛在内的器官进化过程中发挥着作用，在蛇毒的进化过程中，它扮演的角色就更重要了。蛇的家族世系在进化，蛇毒也在进化，新的基因被“借”来产生新毒，现在的基因复制多次后，又产生了大量分子的变种。
这样的快速进化使得蛇毒的针对性越来越强。绿色树眼镜蛇与黑色树眼镜蛇是近亲，但前者生活在树上，对鸟类的威胁更大；后者生活在陆地上，对鼠类威胁更大。这样的快速进化已经产生了大量复杂的研究人员过去极少研究的毒液分子，而要研究它们，只靠碰运气既不经济，也非常困难。
大班蛇毒液可迅速使猎物血压下降
以弗兰从内陆大班蛇分离出的毒液分子为例，弗兰发现它们是从一个名叫尿钠排泄缩氨酸的蛋白质家族进化而来，在蛇类、人类和其他脊椎动物中，这些缩氨酸的作用是使心脏周围的肌肉松弛的。
内陆大班毒蛇祖先在蛇毒中产生这些蛋白质，随时间的推移，这种蛋白质松弛肌肉的能力越来越强。
进化到今天，只要接触到大班蛇的毒液，它们的猎物大动脉的血压就会迅速下降，发生血块凝结，猎物因此而死。
查清楚这些蛇毒的进化可以帮助弗兰和他的同事们更好地理解它们的工作原理。
弗兰知道，像他这样以最致命的毒蛇为研究对象的人并不多，但他希望这些发现有助于蛇类的保护，“如果我们人类的行为导致某种蛇灭绝，那么我们可能会因此失去未来的某种‘神药’。”
