这些鸟类，拥有和箭毒蛙一样的毒素

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这些鸟类，拥有和箭毒蛙一样的毒素

科学

2023-09-14 14:09

图片来源：Von Rosenberg, Reistochten naar de Geelvinkbaai, pl. XVI, Public Domain

撰文 | 卡丽·阿诺德（Carrie Arnold）

翻译 | 龙霏霏

在巴布亚新几内亚，当地人会说一些鸟是“辣的”。丹麦哥本哈根大学的演化生态学家卡桑·博达瓦塔（Kasun Bodawatta）对此深有感触：他处理斯氏啸鹟和棕颈啸鹟的羽毛时，眼睛刺痛、泪流不止，就像在切洋葱一样。这就是这位生态学家与有毒鸟类的第一次接触。

1992年，研究者第一次科学地描述了这个岛上的有毒鸟类。此后，研究者又发现了几个类似的物种。像南美洲的箭毒蛙一样，它们的羽毛和皮肤也携带了强效的神经毒素。这种毒素也被称为箭毒蛙毒素（batrachotoxin），它会与神经元的钠离子通道蛋白结合，从而导致神经元不断放电。如果剂量足够，箭毒蛙毒素会导致肌肉麻痹，甚至死亡。

最近，在发表于《分子生态学》（Molecular Ecology）的一项研究中，博达瓦塔和丹麦自然历史博物馆的生态学家克努兹·约恩松 (Knud Jønsson)及同事描述了两种新的有毒鸟类。他们发现，这两种鸟类编码钠离子通道蛋白的基因都发生了突变，独立演化出了抵抗箭毒蛙毒素的能力。约恩松说，就像鱼类和鲸类分别演化出鳍一样，这些鸟类“分别演化出了同一种方式”来抵抗毒素。

三十年前，美国加利福尼亚州科学院（California Academy of Sciences）的鸟类学家杰克·邓巴赫 (Jack Dumbacher) 首次提出，这些鸟类的毒性来自箭毒蛙毒素。然而当时的人们认为只有半个地球之外的箭毒蛙才拥有这种毒素。研究者现在推测，这些鸟类和箭毒蛙一样，食用了一类有毒的甲虫（Choresine属）以获得毒素，但还无法确定。

约恩松表示，无论来源是什么，将毒素储存在皮肤和羽毛中可能有助于保护鸟类免受寄生虫侵害。当然，这一策略成功的基础是鸟类自己不会中毒。美国加利福尼亚大学伯克利分校的生态学家瑞贝卡·塔文（Rebecca Tarvin）说，正如毒素在生物中很常见一样，生物对毒素的抵抗力也很常见。

研究者用计算机模拟了每个物种如何在神经元上的结合位点——也就是箭毒蛙钠离子通道蛋白——演化出不同抵抗毒素的突变，但这还不足以说服塔文。她指出，2021 年一项关于青蛙的研究显示，在某些物种中，钠离子通道蛋白的突变并未展现出抵抗箭毒蛙毒素的作用，但约恩松表示，这项研究涉及的物种的毒素低于巴布亚新几内亚鸟类的平均水平。塔文说，这项新研究强调了钠离子通道之间的差异，但总而言之，关于抵抗毒素的能力，我们还有很多东西需要了解。

“了解生物和适应的多样性，尤其是这些极端的能力，可以在医学、农业和了解动物如何适应污染方面带来新的灵感，”塔文总结道。

本文选自《环球科学》9月刊前沿栏目