素贞环蛇(学名:Bungarus suzhenae)是眼镜蛇科环蛇属蛇类,是一种神经毒类剧毒蛇。成体和亚成体头背均黑色,体背以黑色为主,具备26-38条白色窄横纹,窄横纹仅覆盖1至2枚脊鳞;体腹面均白色;尾腹面白色,无斑或仅沿中线分布有棕色细点;体背黑色略侵入腹面,腹鳞两边黑色部分窄于最外侧背鳞的一半。背鳞通身15行,腹鳞数220-229,尾下鳞完整,前颌片大于后颌片,前额鳞沟长度是鼻间鳞沟的2.7-3.4倍。其尾较长,半阴茎达第7枚尾下鳞;靠近基部的位置具有发达的大刺,形状类似毒牙;大刺尖端明显角质化,与大刺其他部分无明显边界,上颌骨副毒牙仅具3枚。
素贞环蛇主要分布在中国云南西南部和缅甸北部克钦邦,一般栖息于海拔800米至1560米的季风林中的稻田、溪流或草丛、石块堆、落叶堆等环境。素贞环蛇喜欢在暴雨前闷热的时候出没。在人工饲养环境中,该物种会以鳗鲡目鱼类、小型蛇类为食,但拒绝摄食老鼠和青蛙。
2024年11月,研究结果显示素贞环蛇为当前亚洲陆生毒蛇第一毒。据研究团队观察推测,素贞环蛇在云南的种群量非常大。2023年6月,素贞环蛇被中国国家林业和草原局列入《有重要生态、科学、社会价值的陆生野生动物名录》。素贞环蛇的发现有助于进一步摸清中国生物多样性本底资源,同时也为蛇伤流行病学和诊疗提供重要参考。此外,素贞环蛇的毒素在未来还有分子生物学上的研究意义,和药物研发的可能。
素贞环蛇栖息于中国云南西南部和缅甸北部克钦邦,两地相邻,主要是热带、亚热带地区。素贞环蛇一般栖息于海拔800米至1560米的季风林中的稻田、溪流或草丛、石块堆、落叶堆等环境。
素贞环蛇主要分布在中国云南西南部和缅甸北部克钦邦,是当地一个常见的蛇种,据研究团队观察推测,素贞环蛇的种群量非常大。此外,在印度那加兰邦、曼尼普尔邦中也发现了素贞环蛇。该物种的典型分布于中国云南省德宏傣族景颇族自治州盈江县境内(地理坐标:24°28′01″N,97°38′55″E),海拔高度934米。
素贞环蛇在外部形态上与中国华东地区分布的银环蛇比较接近,其成体和亚成体头背均一黑色;头部背侧面、头侧面上部,包括上唇鳞上部,均匀黑色;头部下半部,包括上唇鳞下部和吻鳞,黄白色;头部腹面均匀黄白色;虹膜深黑色。其体背以黑色为主,具备26-38条白色窄横纹(包括不完整的横纹),窄横纹仅覆盖1-2枚脊鳞,身体上的白色横纹散布着微小的深色斑点。横纹长度为椎鳞的1.0-2.0倍(平均1.2±0.2),横纹在侧面加宽后连接腹面,腹面均匀白色。腹部纯净黄白色,位于背侧白色横纹之间的腹鳞侧缘黑色。尾背侧面黑色,尾背部分有12条纯净的白色横纹,宽度约等于一片椎鳞的宽度。尾部腹面黄白色,无斑或仅沿中线分布有棕色细点;体背黑色略侵入腹面,腹鳞两边黑色部分窄于最外侧背鳞的一半。
素贞环蛇背鳞光滑,通身15行,腹鳞数220-229,尾下鳞完整但不成对,前颌片大于后颌片,前额鳞沟长度是鼻间鳞沟的2.7-3.4倍。第一片腹鳞前缘起始于口角水平;泄殖腔鳞片正前方有一片不成对的鳞片(azygous scale),宽度为腹鳞的一半。泄殖腔板未分裂。尾下鳞53,不成对,尾完整。椎鳞明显扩大,体中部最大且呈六边形,略宽于长。
素贞环蛇头部鳞片光滑,吻鳞近Λ形,背面可见宽度是高度的1.6倍。鼻鳞大,在与鼻间鳞和第一片上唇鳞交界处收缩并分裂为一个前鼻鳞和一个后鼻鳞(两侧均如此),前鼻鳞不规则形,后鼻鳞新月形。外鼻孔大,垂直椭圆形,略小于眼径。后鼻鳞-眼前鳞缝短而直。眼前鳞六边形,与第三和第四片上唇鳞接壤。鼻间鳞两片,宽是长的1.1倍,与吻鳞、前鼻鳞、后鼻鳞、眼前鳞和前额鳞相接。前额鳞大,略宽于长;鼻间鳞缝短,前额鳞缝长度是鼻间鳞缝的2.9倍且未与后者对齐。额鳞盾形,指向后方,长是宽的1.3倍,与前额鳞、眶上鳞和顶鳞接壤;额鳞前缝指向前额鳞缝,分隔前额鳞的后端;眶上鳞小,长是宽的1.7倍,与眼前鳞、上眶后鳞、前额鳞、额鳞和顶鳞相接。顶鳞大而长,顶鳞末端到眼前鳞的距离是额鳞长度的1.5倍;与额鳞、眶上鳞、上眶后鳞、一片前颞鳞和两片上后颞鳞(每侧)相接,后缘与三片小的项鳞相接。
素贞环蛇的前颌骨相当小且钝,前颌骨的上升突发达,其背缘与鼻骨相接。前颌骨的鼻突不明显。鼻骨呈盾状,外侧缘有一钝突。前额骨的中间突相当细长且尖锐,狭窄地抵达额骨的前端。额骨从背视图呈三角形。眶后骨的远端突细长且稍向前尖,基部与额骨的后外侧缘相接。额骨后外侧缘存在一个孔窗切迹。顶骨前表面的两侧形成大约120度的角度。顶骨大致呈“T”形;侧突明显且矩形。顶骨的背脊在成体中比在幼体中更明显。背脊的后端在成体中汇合于顶骨中部,而在幼体中分离。上颌骨的前额骨表面明显隆起。上颞骨弯曲,而与方骨相接的角面明显增厚。方骨相当短而粗壮,与上颞骨相接的前角面延伸。基枕骨的腹突三叉。腭骨的上颌骨突(侧突)相当小,而鼻后突缺失。翼骨细长且向内侧弯曲,外翼骨突缺失。复合骨相当粗壮,中间脊和侧脊低且不明显。上颌骨副毒牙仅具3枚;第一枚毒牙具管沟且微弱向后弯曲。毒牙后方有四或五枚替换毒牙。三枚小的实心牙齿排列在上颌骨后端,向后尺寸递减,并通过一个非常大的齿隙与毒牙隔开。
素贞环蛇的尾相对较长,尾长与体长的比值为0.14-0.15。雄性的半阴茎延达第7枚尾下鳞,近顶部稍双叶。存在三个长度相似的装饰区域:一个远端萼片区域,一个靠近精沟分叉处的刺状区域,以及一个基部区域。萼片区域和刺状区域之间的分界线模糊。萼片区域头状;萼片发达,向远端逐渐变小且角质化程度降低;最靠近精沟的萼片通过少数几列侵入刺状区域。刺状区域覆盖着大刺;半阴茎上的大刺细长而尖锐,呈毒牙状,从基部向尖端逐渐变细;大刺尖端强角质化,与主刺体无清晰边界;在精沟面观,靠近萼片的刺几乎是最近端刺的两倍大。半阴茎在刺状区域和基部区域之间略微收缩。基部区域较大的远端部分覆盖着无数微小刺,近端区域光滑。精沟在刺状区域远端分叉,分叉点距离约一个大刺长度;在萼片区域,唇缘带有萼片,在整个刺状区域带有小刺。
素贞环蛇特别喜欢在暴雨前闷热的时候出没。在人工饲养环境中,该物种会以黄鳝(Monopterus albus)等鳗鲡目鱼类为食,同时会捕食黄斑渔游蛇(Xenochrophis flavipunctatus)及钝头蛇属(Pareas spp.)等小型蛇类,但拒绝摄食老鼠和青蛙。
2024年11月,丁利及其研究团队在SCI期刊《毒素》(Toxins)发表题为《素贞环蛇Bungarus suzhenae和喜山环蛇B. bungaroides毒液的蛋白质组学分析:酶活性和毒性评估》(Proteomic Profiling of Venoms from Bungarus suzhenae and B.bungaroides:Enzymatic Activities and Toxicity Assessment)的论文。该研究结果显示,素贞环蛇为当前亚洲陆生毒蛇第一毒。自2021年公布素贞环蛇后,丁利于2023年重启对素贞环蛇的研究。在云南边境,其团队捕获了几条素贞环蛇并提取毒液。在实验过程中,丁利博士团队发现素贞环蛇对小白鼠的半数致死量是0.01微克/克左右。而此前的科研数据显示,银环蛇和信德环蛇对小白鼠的半数致死量是0.02μg至0.08微克/克。也就是说,素贞环蛇比银环蛇和信德环蛇毒两倍以上。按一个成年人60千克的体重计算,素贞环蛇一次性排出的毒素就可以毒死十几个成年人。研究显示,素贞环蛇的毒液里,有几种成分显著地高于其他蛇毒。如“LAAO”蛋白的量高于其他所有环蛇,而“SVMP”成分的含量也在环蛇属中名列前茅。研究人员推测,素贞环蛇的超强毒性和这种两种成分关系比较大。另外丁利也强调,毒性最强并不等于危险性最大,毒性强的意思是在同等剂量下的情况下,其毒副作用更强。而有的毒蛇一次性排出的毒素更多,例如眼镜王蛇,虽然其毒性没有那么强,但危险性也非常高。明确素贞环蛇的强烈毒性,其直接意义在于救人,提醒人们重视防范,以及被咬伤后如何救治。
黑白相间的蛇既有剧毒的环蛇属物种,也有无毒的白环蛇属物种,可通过观察它们背部中央的脊鳞形状以进行区分,普通人在野外难以第一时间确认。因此,当在野外遇到具有黑白环的蛇时,不要掉以轻心,不论是否有毒都应远离避开。在野外活动时,应当穿着长袖长裤衣物,在通过可能隐藏毒蛇的草丛、石块堆、落叶堆等环境时,使用登山杖或棍子敲击和检查后再通行。如果不幸被素贞环蛇咬伤,必须尽快打抗蛇毒血清,尽快送至具备ICU病房的医院,通过气管插管来挽救生命。因为被素贞环蛇咬伤后,人会迅速进入昏迷和呼吸衰竭的状态。从已发现的病例中发现素贞环蛇具有强烈的神经毒性,而呼吸机是争取宝贵治疗时间的关键。环蛇属毒性强,被咬伤后若未得到及时治疗,死亡率极高。银环蛇在中国南方是造成蛇伤较多的蛇类之一,因此,研究团队建议所有环蛇属物种分布区域内的蛇伤治疗机构普及呼吸机。这些区域包含了华东地区和华中地区的长江以南区域,全部华南地区,西南地区的贵州南部、云南西部及南部、西藏墨脱县。此外,考虑到素贞环蛇的毒液的成分和组成可能与银环蛇存在较大差异,使用银环蛇抗蛇毒血清在蛇咬伤治疗上的效果和用量,需要针对银环蛇、云南环蛇和素贞环蛇,进行重新评估。
银环蛇属(Bungarus Daudin 1803)是众所周知的剧毒蛇类,分布于从伊朗到中国和印度尼西亚的广大区域。在中国具有黑白相间环纹的陆生剧毒蛇被认为只有银环蛇(B. multicinctus)一个物种,包含指名亚种B. m. multicinctus Blyth,1860及云南亚种B. m. wanghaotingi (Pope, 1928)两个亚种。后来又报道了马来环蛇B. candidus (Linnaeus, 1758)在中国的分布。然而,这些物种仅靠少量的形态特征(腹鳞数和体背环纹数)来进行区别,难以准确鉴定物种,这对蛇伤流行病学和诊疗均不利。
2001年9月11日,美国加州科学院的一位两栖爬行动物学家在缅甸带队开展野外考察。早晨7点30分左右,他把手伸到装有标记为一种无毒蛇的采集袋中抓取标本,不慎被里面黑白环的小蛇咬伤。当日上午,他逐渐出现呼吸困难、发音模糊的神经麻痹症状。到中午,已无法自主呼吸和说话。第二天凌晨3点,他深度麻痹,仅脚趾能动。9月12日,他的心脏停止跳动,在进行了3小时的心肺复苏后去世。
2015年,两爬爱好者兼学者侯勉先生在云南盈江县野外调查时,发现一条黑白相间的蛇,侯勉借着手电筒的光线观察到它为中等个体,颜色偏黄,体侧的花纹呈破碎状,背脊略隆起。因为之前在几乎同样的情况下见到过贡山白环蛇,加上该蛇外形粗看又与双全白环蛇近似,侯勉初步判断其为无毒的白环蛇类,并将蛇抓起打算回去观察。然而在回去的路上侯勉被这条蛇咬伤后才发现这蛇有毒,并确认蛇属于环蛇类。侯勉被“银环蛇”咬伤并昏迷,幸而及时赶到配备有呼吸机的医院,历经70多个小时抢救才幸运脱险。侯勉在昏迷之前,打电话给好友、蛇类研究专家丁利,告知其自己遇到的蛇有可能是个新物种。据侯勉回忆,盈江的这种“银环蛇”咬伤后局部疼痛明显并伴有伤口周围皮肤发黑,与被银环蛇咬伤局部无明显痛感、不红不肿等临床表现不同。
前后两起蛇伤事件的关联,让丁利判断这可能是一个独立的物种。2016年,丁利在侯勉的引路下,前往一年前的事发地点,寻找素贞环蛇。在一个闷热的夜晚,丁利在盈江县城的公路边意外发现一条素贞环蛇;丁利将其捕捉,并顺利地把蛇放进容器里。经过团队对来自盈江的环蛇样本与近似物种进行广泛且详细的样本形态比较和分子系统发育研究,结果发现盈江的这些环蛇样本在外部形态、牙齿特征、半阴茎形态等方面与其他已知物种有明显区别,结合分子系统发育关系明确表明盈江的环蛇样本具有独立的演化地位,因此应当视为独立的物种。
2019年10月19日,为了各界及早认识到这种危险的剧毒蛇,丁利及其研究团队在四川南充召开的中国两栖爬行动物学会上,首次公开介绍了这一物种。经过长期的研究后,2021年,丁利及其研究团队在国际分类学期刊Zookeys上,发表对中国银环蛇物种进行厘定的文章,并描述了这种以前未被发现的剧毒蛇——素贞环蛇Bungarus suzhenae Chen, Shi, Vogel, Ding, Shi, 2021。
素贞环蛇(Bungarus suzhenae)的名字起源于中国传统神话故事《白蛇传》中的人物白素贞,她是一位对真爱的勇气和对人民的仁慈的强大女神。素贞环蛇的英文俗名为“Suzhen’s krait”,中文俗名为“素贞环蛇(su zhen huán shé)”。这是中国学者首次对环蛇属物种进行命名。研究团队在命名时也曾考虑过用领域内两位学者的名字为新物种命名,但由于在眼镜蛇科已经有以Slowinski先生(斯氏环蛇B. slowinski)和侯勉先生(海南华珊瑚蛇Sinomicrurus houi)命名的物种,且考虑到环蛇属物种与人类关系密切,为了方便更多的人清楚地记住该物种,最终他们决定采用中国传统神话故事《白蛇传》中的人物——白素贞“B. suzhenae”命名,同时也向世界传播中国文化。此外,素贞环蛇具有众多的白色横纹,是自然界中相对接近“白蛇”形象的物种。
2021年,经过系统发育分析,研究团队基于cyt b和ND4基因认定素贞环蛇形成一个单系群,是白环蛇、银环蛇、王氏环蛇(Bungarus candidus/multicinctus/wanghaotingi)复合种的姐妹群;而基于COI基因片段,该物种与黄斑环蛇(B. magnimaculatus Wall & Evans, 1901)形成姐妹种对。形态学上,素贞环蛇与白环蛇、银环蛇、王氏环蛇复合种相似,但通过牙齿形态、鳞被、色斑模式以及半阴茎形态的组合特征可与这些分类群区分开来。基于素贞环蛇存在一排扩大的脊鳞、背鳞15行、尾下鳞不成对且单列等特征,归属于银环蛇属(Bungarus)。其为动物界脊索动物门爬行纲有鳞目眼镜蛇科环蛇属蛇类,中国生物物种名录中环蛇属有7种,分别为环蛇、金环蛇、乌环蛇、银环蛇、黑环蛇、素贞环蛇和云南环蛇。
毒蛇是生态系统中的一环,在生态系统中具有独特的价值,其毒液在医学研究上具有重要医学价值,人们遇到毒蛇应该在保护自己的前提下,给毒蛇也留下足够的生存空间,共同维护地球的生态。
2023年6月30日,素贞环蛇被中国国家林业和草原局收录于《有重要生态、科学、社会价值的陆生野生动物名录》,属于“三有动物”。
素贞环蛇的发现有助于进一步摸清中国生物多样性本底资源,物种分类是人类认知地球生命的基础,也是生物学大厦的基石。蛇类研究与人类密切相关,蛇毒毒理、蛇伤流行病学、蛇伤临床防治等学科也离不开它。一个新物种的发现,将会为蛇伤流行病学和诊疗提供重要参考,意味着可能挽救更多人生命。此外,素贞环蛇的毒素在未来还有分子生物学上的研究意义,和药物研发的可能。