千杯不醉的東方胡蜂

千杯不醉的東方胡蜂

更新於 發佈於 閱讀時間約 5 分鐘

由於植物的果實在成熟後會開始發酵,所以人類應該是很早就接觸到酒精了。至於什麼時候人類開始釀酒,這個就很難估計了。目前考古發現的人類最早的釀酒紀錄,是在距今約11,700年前的土耳其哥貝克力石陣(Göbekli Tepe)發現可能用於釀造穀物酒的大型石槽。


有些學者認為,人類之所以會想喝酒,是因為群居雖然讓人類更安全,但是也帶給人們一些心理壓力,所以人類會需要一些「陶醉劑」,讓自己可以暫時抽離當下的環境。


但是,人類並沒有很好的酒精耐受度。目前的研究發現,人類只要喝1-2杯酒(血液酒精濃度[BAC]達0.02-0.03%),判斷力就會略微下降;喝2-3杯(BAC達到0.05-0.06%)判斷力就肯定會出問題,而這也是許多國家的酒駕標準;等到BAC達到0.15-0.20%,有些人可能就會開始嘔吐甚至需要送醫了。


既然植物的果實裡面多少會含有酒精,這當然也意味著其他的動物也有「喝酒」的機會。目前的研究知道,脊椎動物中以樹鼩(treeshrew)的「酒量」最好,牠的血液酒精濃度可以達到3.8%還OK,但是在飲用10%濃度的酒精14天候,也會出現嚴重的肝損傷。


最近有個研究發現,東方胡蜂(Vespa orientalis)具有「打遍天下無敵手」的酒量!牠的酒量多好呢?大概是可以喝45-46杯啤酒,還活跳跳的,而且還可以築巢。



因為東方胡蜂的主食是成熟的水果(包括葡萄)與花蜜,這意味著牠們有機會接觸到相對高濃度的酒精;這使得科學家們很好奇,到底東方胡蜂的「酒量」如何呢?


研究團隊一開始是使用20%的酒精。結果東方胡蜂們都沒什麼問題!於是研究團隊提高酒精的濃度到80%,結果發現,與蜜蜂(Apis mellifera)相比,蜜蜂組在24小時內全部死亡,無一倖免;但東方胡蜂組則是一直到第七天,都還是呈現與對照組相似的存活率。

圖片作者:ChatGPT

圖片作者:ChatGPT


活下來也不代表就一定OK,會不會根本就「癲癲狂狂」呢?


研究團隊也進行了三種行為測試,包括築巢、對入侵者的首次接觸反應所需的時間、以及對入侵者的集體反應比例。結果發現,從完全沒喝酒到喝80%酒精的東方胡蜂,在這三項行為測試,都測不出差異!也就是說,東方胡蜂真的可說是「千杯不醉」啊!


那麼,研究團隊就覺得很好奇:東方胡蜂千杯不醉的秘密是什麼?


第一個會想到的就是代謝酒精的能力。畢竟,很多沒有酒量甚至對酒精過敏的人,都是因為代謝酒精的能力有問題。


於是,研究團隊使用了碳13標記的乙醇來追蹤東方胡蜂的酒精代謝。結果發現,東方胡蜂代謝酒精的能力極高,尤其是牠的肝(脂肪體),真的是具有超強的代謝能力。與蜜蜂相比,東方胡蜂代謝酒精的速度大約是蜜蜂的4倍。


代謝酒精的速度那麼快的關鍵是什麼呢?研究團隊研究了東方胡蜂代謝酒精的基因們,結果發現,胡蜂屬的生物體內有2-4個乙醇脫氫酶(ADH,alcohol dehydrogenase)。雖然酵素多不一定就代表代謝得快,但是研究團隊還是認為,這些乙醇脫氫酶可能是造成東方胡蜂「千杯不醉」的原因。


總而言之,這是科學家第一次發現可以喝這麼濃的酒的生物。過去一直認為,高濃度的乙醇對所有生物都有毒性(70%的酒精就可以用來殺菌,不是嗎?)。到底為什麼東方胡蜂會發展出這麼「厲害」的酒量呢?科學家認為,可能是因為牠們與酵母菌之間有共生關係。


未來還需要釐清的是,這些東方胡蜂的乙醇脫氫酶們,是否真的能迅速代謝酒精?另外是,東方胡蜂體內的酒精濃度,是否會累積到相當高?畢竟喝80%的酒精(人類的酒,據說酒精濃度最高的是白蘭地,可達60%)真的是超越許多動物的極限呢!喝那麼濃的酒,就算有超強的酵素可以代謝酒精,體內的酒精濃度,在某個時間點應該還是會上升到相當高的數值;因此東方胡蜂應該也可以用來研究酒精耐受性以及成癮機制吧?


最後,筆者很好奇的是:東方胡蜂會不會「爆肝」啊?


不過,東方胡蜂如果聽到這個問題,不知道會不會說:「看三小?」


參考文獻:


Bouchebti, S., Gershon, Y., Gordin, A., Huchon, D., & Levin, E. (2024). Tolerance and efficient metabolization of extremely high ethanol concentrations by a social wasp. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(44), e2410874121. https://doi.org/10.1073/pnas.2410874121


avatar-img
老葉報報
176會員
577內容數
主要介紹關於植物的新資訊,但是也會介紹一些其他的。 版主在大學教植物生理學,也教過生物化學。 如有推薦書籍需求,請e-mail:[email protected]
留言
avatar-img
留言分享你的想法!
老葉報報 的其他內容
之前曾經介紹過捕蠅草(Venus flytrap,Dionaea muscipula)會數數,最近有研究團隊發現,煙草的保衛細胞(guard cells)也會數數! 為什麼煙草的保衛細胞要數數呢?
植物遇到病蟲害時,一定會啟動自己的防禦機制:如分泌水楊酸(SA)、茉莉酸(JA),以及釋放揮發性化合物(VOCs)等等。這些機制,在過去都已經透過研究了解了。 不過,馴化(domestication)是否會造成植物對害蟲的反應下降呢?過去好像沒有人研究過呢!
不久之前,曾經讀到一篇網文,大意是說,現在連名校的大學生都很少能夠完整讀完一本書了。看了頗有一點難過,對於自詡為書蟲,一年至少可以讀完一百本書的我,看到這樣的數據,不禁有些感慨。 最近我在課堂上出了一些作業,卻發現學生連寫可以查書的作業,都不願意。
經過了漫長的冬天,等到春天終於來臨的時候,許多植物就會爭先恐後的開花。不過,就算春天到了,有時也會有所謂的「倒春寒」,這時候,搶先開花的植物可能就會遭受寒害! 所以,到底要不要搶先呢?
從我任教的學校開始有國際生到現在,我從開一門全英文課、到現在一週有一半的課堂時間在講英文,一晃居然也整整十年了。 最近這幾年,台北的長官們開始推全英文課,為了讓老師們能具備英語教學的技能,長官們甚至還提供了所謂的EMI課程,讓老師們可以去補一下英文。 但是我沒去。 為什麼沒去?
茄科(Solanaceae)植物都會產生所謂的糖化生物鹼(glycoalkaoids),有些(如馬鈴薯的龍葵鹼solanine)的毒性可以致命! 科學家們一直想要糖化生物鹼的合成機制,但是好像總是缺一個重要的成員?!最近終於找到了!
之前曾經介紹過捕蠅草(Venus flytrap,Dionaea muscipula)會數數,最近有研究團隊發現,煙草的保衛細胞(guard cells)也會數數! 為什麼煙草的保衛細胞要數數呢?
植物遇到病蟲害時,一定會啟動自己的防禦機制:如分泌水楊酸(SA)、茉莉酸(JA),以及釋放揮發性化合物(VOCs)等等。這些機制,在過去都已經透過研究了解了。 不過,馴化(domestication)是否會造成植物對害蟲的反應下降呢?過去好像沒有人研究過呢!
不久之前,曾經讀到一篇網文,大意是說,現在連名校的大學生都很少能夠完整讀完一本書了。看了頗有一點難過,對於自詡為書蟲,一年至少可以讀完一百本書的我,看到這樣的數據,不禁有些感慨。 最近我在課堂上出了一些作業,卻發現學生連寫可以查書的作業,都不願意。
經過了漫長的冬天,等到春天終於來臨的時候,許多植物就會爭先恐後的開花。不過,就算春天到了,有時也會有所謂的「倒春寒」,這時候,搶先開花的植物可能就會遭受寒害! 所以,到底要不要搶先呢?
從我任教的學校開始有國際生到現在,我從開一門全英文課、到現在一週有一半的課堂時間在講英文,一晃居然也整整十年了。 最近這幾年,台北的長官們開始推全英文課,為了讓老師們能具備英語教學的技能,長官們甚至還提供了所謂的EMI課程,讓老師們可以去補一下英文。 但是我沒去。 為什麼沒去?
茄科(Solanaceae)植物都會產生所謂的糖化生物鹼(glycoalkaoids),有些(如馬鈴薯的龍葵鹼solanine)的毒性可以致命! 科學家們一直想要糖化生物鹼的合成機制,但是好像總是缺一個重要的成員?!最近終於找到了!