当你想到有毒动物时,你首先想到的可能不是鸟类,但人们发现巴布亚新几内亚的两种常见物种的羽毛中藏有有毒武器。
摄政哨子(石氏厚头虫)和红颈钟鸟(红唇鱼)被发现持有强效神经毒素。高浓度的蝙蝠毒素会导致肌肉痉挛和近乎瞬时的心力衰竭。这些颜色鲜艳的鸟在羽毛中储存了代谢后的毒药,给任何敢于尝试的捕食者带来了令人厌恶的惊喜。
研究人员刚刚发现这些鸟类以及那些已知有毒的物种如何在此过程中避免生病。
因为摄入蝙蝠毒素可能是致命的;研究人员发现,即使是轻微的接触也会让人感到不愉快。
“这有点像切洋葱——但我猜是用了神经毒剂,”说哥本哈根大学进化生态学家卡桑·博达瓦塔 (Kasun Bodawatta) 在密闭空间内从带兜帽的鲫鱼身上取出羽毛样本时,鼻子和嘴巴流着水。二色鸫)。
这种中等体型的鸣禽有着醒目的橙色和黑色羽毛,是第一只被发现囤积这种毒药的鸟类。仅30年前。
虽然鸫鸟的毒性水平因地区而异,但它是已知毒性最强的鸟类之一。这种毒素被怀疑对捕食者或寄生虫或两者的组合具有威慑作用。
“当地人不喜欢辛辣的食物,并避开这些鸟,因为据他们说,它们的肉在嘴里像辣椒一样燃烧,”解释丹麦自然历史博物馆的进化生态学家和生物地理学家克努德·詹森 (Knud Jønsson)。
“事实上,这就是研究人员第一次意识到它们的方式。当抓住其中一个时,可以感觉到毒素。感觉有点不愉快,而且长时间抓住一个并不是一个有吸引力的选择。这可能表明,这种毒药在某种程度上可以威慑那些想吃它们的人。”
这两种新发现的有毒物种与 Pitohui 一起生活在世界上一些最偏僻的丛林中,并被发现与乔雷辛甲虫– 富含蝙蝠毒素 – 残留在它们的肠道中。但其毒液的确切来源尚未确定。
“我们真的很惊讶地发现这些鸟类有毒,因为二十多年来没有发现新的有毒鸟类物种,”说詹森。 “特别是,因为这两种鸟类在世界这个地区非常常见。”
南美洲的箭毒蛙因从皮肤中渗出浓度更高的相同毒素而臭名昭著,并且众所周知,它们以乔雷辛甲虫。受到这些青蛙的启发,博达瓦塔和同事深入研究了这种鸟的遗传学,看看它们的毒素耐受性是否有任何相似之处。
博达瓦塔解释说,这种神经毒素的作用是“迫使骨骼肌组织中的钠通道保持开放”,并可能导致剧烈抽搐,并最终导致死亡。
研究小组发现鸟类和青蛙的一种形成钠通道的蛋白质发生了突变。这些突变位于同一钠通道编码基因 SCN4A 中,但位于该基因内的不同位置。这是一个例子趋同进化,其中自然选择独立地塑造了其他解决方案,在不相关的物种中产生相同的结果。
有毒生物体在整个生态系统中的传播是一场缓慢但激烈的进化之战。昆虫和甲虫等猎物会产生毒素以避免被吃掉,从而使它们能够冒险进入以前危险的领地并开发那里的资源,但在很长一段时间内,捕食者(例如寻找食物的鸟类)会发展出狡猾的方式克服猎物的化学武器。
这种鸟类“获得了对毒素具有抵抗力的突变。这给了鸟类一种优势,并开辟了其生态系统竞争对手无法获得的全新食物来源。因此,显然存在一场军备竞赛,并且甲虫需要再次爬回岩石下面,直到几百万年后它们发展出下一步行动,”解释琼森.
“随后,进化出吃有毒食物的能力的鸟类本身也变得有毒,并且可能能够抵御食物链上游的捕食者。因此,种族继续沿着链条向上延伸。这是进化——任何事情都可能发生,但是往往需要很长时间。”
这项研究发表于分子生态学。