新发现两种毒鸟

以下是新发现的“辛辣”鸟类如何抵抗其强效神经毒素

A Rufous-naped Bellbird on grass.

红颈钟雀

马丁·威利斯/明登图片社

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巴布亚新几内亚的当地人称这些鸟为辛辣的。当哥本哈根大学进化生态学家卡森·博达瓦塔处理来自帝王啸鹟和红颈钟雀的羽毛时,他的眼睛流泪发痒,就像在切洋葱一样。这是这位生态学家首次接触毒鸟。

该岛的毒鸟最早于1992年被科学描述,研究人员此后又发现了几个物种。它们的羽毛和皮肤都携带与南美洲箭毒蛙中发现的相同类型的强效神经毒素。如果这些被称为箭毒蛙毒素的物质与神经元的钠通道蛋白结合,它们会导致神经元不停地放电。足够高的剂量会导致肌肉麻痹和死亡。

《分子生态学》杂志上发表的一篇论文中,博达瓦塔、丹麦自然历史博物馆的生态学家克努德·琼森及其同事鉴定了两种新的毒鸟物种,并表明每种鸟类都通过改变毒素结合蛋白的突变,独立进化出对箭毒蛙毒素作用的抵抗力。正如鱼类和鲸类分别进化出鳍一样,这些鸟类也“以相同的方式应对”这些毒素,琼森说。


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加州科学院鸟类学家杰克·杜姆巴彻三十年前首次将箭毒蛙毒素确定为鸟类毒性的来源。当时,箭毒蛙毒素仅在半个地球之外的箭毒蛙中被发现。研究人员现在推测,这些鸟类通过食用有毒的Choresine属甲虫来获取箭毒蛙毒素,就像青蛙一样——但没有人确定。

琼森说,无论来源如何,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,为了使这种策略奏效,鸟类必须避免自身中毒。加州大学伯克利分校的生态学家丽贝卡·塔文说,正如毒素在生物学中很常见一样,对毒素的抵抗力也很常见。

研究人员使用计算机模拟研究了每个物种如何在神经元结合位点(箭毒蛙中毒蛋白的相同部分)进化出不同的变异,以阻止毒素。但塔文尚未被说服。她指出2021年对青蛙的一项研究,其中钠通道突变并未证明对某些物种的箭毒蛙毒素具有保护作用,尽管琼森指出,测试物种的毒素水平低于巴布亚新几内亚鸟类的平均水平。塔文说,这项新研究突出了钠通道的多样性,但关于毒素抗性,还有很多东西需要学习。

她说:“了解生物多样性和适应性的多样性,特别是这些极端的表型,可以为我们提供医学、农业以及了解动物如何适应污染的绝佳思路。”

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