昆虫马蜂-蜂毒有趣奇妙的生物学研究历史沿革及当今现状

                                             杨顺楷              密西根州兰辛市一社区

马蜂利用它的蜂毒俘获同类猎物，例如蟑螂本体被驯化；并由雌性马蜂在蟑螂虫体上产卵，孵化，生长发育，马蜂的后代顺利完成其生活史。科学家至今都不清楚马蜂与蟑螂这一对猎手与猎物之间奇妙的生物学过程，似乎应该教会我们一些有关人体神经生物学方面的有益启示。下面就近百年来马蜂（拉丁种名：Ampulex compressa）有趣的生物学奇妙研究历史沿革，以及至今的研究现状作一介绍。据说自然界马蜂有上万种之多，已经定名有5000种。

就当今国内生命科学研究之“顶天立地”意义上而言，马蜂-蜂毒研究是有重要性的，例如仅仅在2012年陕西省由于马蜂叮伤中毒死亡人数就有42人之多，况且对昆虫世界研究国内非常薄弱，值得引起重视。

1. 1916-1946: 在太平洋新卡里多尼亚群岛，美国昆虫学家F.X.Williams 首次作了昆虫调查并分类，发现马蜂（拉丁学名：Ampulex compressa）这一昆虫物种。分布地域距离澳大利亚东部，西南太平洋750英里，后带回该马蜂标本到夏威夷进行研究。1942年Williams发表论文报道了雌性个体及其奇妙令人惊叹的驯化蟑螂作为繁殖后代“生育温床”，完成世代更替的奇妙过程。其中之未解之谜在于蜂毒的作用过程。

2. 1980年代晚期：以色列希伯来大学博士后Libersat 正在研究蟑螂神经系统与运动行为的关系，因为选择蟑螂作为实验模型有其比较哺乳类的好处是有简单的神经系统，可发现一些神经系统组织构造如何控制机体的运动规律。其后，Libersat会见了德国访问科学家Rathmayer，当时他正在研究一种马蜂猎杀密蜂的生物学行为，其中就包括前述提及的马蜂物种。当时对于雌性马蜂个体是如何操控驯化蟑螂的生物学知识了解不多，在他们相互沟通交流后，Rathmayer 告诉他，马蜂是如何以神秘的方式操控蟑螂的神经系统，以其特有的蜂毒致使蟑螂失去运动能力，这种蜂毒不引起猎物麻痹，由马蜂改变蟑螂的行为。但不是将马蜂作为自身的食物，而是将蟑螂本体以鲜美的肉食提供给马蜂的后代生长发育食用。

3. 1990年代中期以后：Libersat长期执著于雌性马蜂个体奇妙生物学现象职业兴趣研究，故在15年前他注意到了加州大学河滨分校M.Adams 从事的对蚂蚁毒素研究工作，他邀请Adams到他以色列实验室团队合作从事马蜂毒素研究工作，以便了解蜂毒对蟑螂的神经生物学效应。多年的合作研究，促使他们现在已经开始从事毒素的分子组成实验研究。两个团队已经着手采用蛋白组学序列手段从事蜂毒分子水平研究，如在其建立的从雌性马蜂活体采蜂毒样品时，需要使用50只马蜂才能得到足够分析数量的样品。Adams的研究生R.Arvidson 为了研究复杂蛋白混合物，借助质谱分析手段，建立起一种称为多重二维蛋白鉴定技术，结果与先前构建的2套RNA数据库转录本是互相匹配一致。Arvidson认为他们可能已经发现了一些与影响运动功能的肽段，也还发现一些高浓度新的肽物质存在于蜂毒中。看来涉及经过G-蛋白偶联受体途径抑制钙离子进入神经元。然而，到目前为止还是难以得出导致运动功能失调的肯定结论。

Libersat经过对马蜂蜂毒多年实验研究，解释了马蜂第一类蜂毒含有高浓度的GABA，引起氯离子通道开启，抑制突触神经元传递；第二类蜂毒直接作用于大脑，已知的神经递质包括多巴胺，GABA和牛磺酸；多巴胺被认为对蟑螂而言是被马蜂驯化的初始应答。另外，还注意到蜂毒并不引起麻痹作用，反而具有对猎杀蟑螂过程的可逆性，即如果马蜂产的卵未能正常发育，猎物蟑螂经过5天后恢复如初,同对照组未被猎杀蟑螂生物学功能相同。

专家认为在昆虫和人类之间已经知道多巴胺协同体系的进化保守作用，因此研究昆虫体系可以具有影响人类疾病的作用。例如巴金氏病，一种由神经系统导致的运动功能失调麻痹振瘫疾病，现在临床治疗巴金氏病的一种方案就是给患者提供多巴胺前体标志物质，因为这一多巴胺协同增效物致使其功能失效。多巴胺协同增效物具有对昆虫控制启动运动功能的作用。马蜂毒素多巴胺看来是作用于蟑螂多巴胺协同触突传递，致使蟑螂显示出传统的巴金氏病患者运动功能降低的现象。

总而言之，从上述百年前一路走来，一直到今天如此众多科学家对昆虫马蜂-蜂毒有趣奇妙的生物学研究历史沿革及当今研究现状，仍然还在继续着迷于寄生性马蜂（Ampulex compressa）及其对它的蟑螂猎物操作处理行为学研究，也许它会给生命科学及其走向生命工程带来有益的新启示。