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热带雨林十大恐怖生物(热带雨林十大恐怖生物蛇)

fudankw2个月前 (07-26)文章知识4
全身携带剧毒,这些小鸟的身体比氰化物还毒



地球是一个奇迹
物种|巴布亚新几内亚

年,在巴布亚新几内亚瓦南戈村(Wanang Village)的郊外,一只有毒的鸟类,被雾网捕获。| 国家地理图片集
盛夏,初出茅庐的鸟类学实习生杰克·邓巴(Jack Dumbacher),踏上了前往巴布亚新几内亚(Papua New Guinea)雨林的首次科考之旅。彼时,他面庞青涩,对这片神秘的热带雨林充满好奇。

在一个闷热潮湿的午后,一只羽毛色彩艳丽、黑橙相间的鸟儿意外闯入他布设的雾网。邓巴彻上前解救时,却被这只黑头林鵙鹟(jú wēng)(hooded pitohui)狠狠抓伤。“这种鸟体型和松鸦差不多,爪子和喙尖锐得像针。”邓巴彻回忆道。

当时,他下意识地将伤口凑近唇边,谁知,一阵刺痛与灼烧感瞬间袭来,随后嘴唇完全麻木,这种不适一直持续到夜幕降临。

邓巴彻向当地向导打听此事,对方心领神会,告诉他村民们向来对这些“垃圾鸟”避之不及,只有在经过剥皮和特殊处理后,才会食用。

这番话勾起了邓巴彻的强烈好奇心,作为芝加哥大学(University of Chicago)的研究生,他花费整整一年时间,收集黑头林鵙鹟样本,并在回国后四处寻找化学家,试图揭开这种奇特感觉背后的秘密。

年,邓巴彻及其合作者公布了一项震惊学界的发现:黑头林鵙鹟体内竟含有箭毒蛙毒素(batrachotoxin)。这种毒素的致命性远超氰化物,是动物界最剧毒的物质之一。它与远在地球另一端的某些箭毒蛙(poison dart frogs)体内的毒素完全相同。

自那以后,在已知的多种鸟类中,至少又有十几种被证实为有毒鸟类。不过,大部分携带箭毒蛙毒素的鸟类,都是新几内亚岛特有的。然而,距邓巴彻那次偶然发现已过去年,新几内亚毒鸟身上仍笼罩着重重迷雾。

如今身为加州科学院(California Academy of Sciences)鸟类与哺乳动物馆长的邓巴彻坦言:“我们未知的领域太多了,从这些鸟类的生态习性,到它们如何利用箭毒蛙毒素防御,再到毒素的来源,都亟待解答。” 邓巴彻最后一次踏上新几内亚岛是在年。

如今,由瑞典自然历史博物馆(Swedish Museum of Natural History)生态学家克努德·琼森(Knud Jonsson)与哥本哈根大学(University of Copenhagen)进化与群落生物学家卡松·博达瓦塔(Kasun Bodawatta)带领的科研团队,接过了研究的接力棒。

他们已取得重要突破,在年发现了两种新的毒鸟,这也是近二十年来该领域的首次重大发现。按照计划,他们将每年前往巴布亚新几内亚,持续研究至年。

他们试图解开一个关键谜题:这种能帮助鸟类抵御捕食者和寄生虫的毒素,究竟从何而来?

黑头林鵙鹟是巴布亚新几内亚已被记录在案的几种有毒鸟类之一。虽然在北美洲和欧洲也有有毒鸟类的记录,但科学界已知的大多数有毒鸟类都发现于这个南太平洋地区。| 国家地理图片集

“食”出的毒性?

关于毒素来源,有一种理论聚焦于鸟类的饮食习惯。 有人推测,它们因食用某种带毒甲虫而获得毒素。琼森介绍道,但真相究竟如何,我们还不得而知。

早在年,邓巴彻就首次揭示箭毒蛙毒素同时存在于鸟类和甲虫体内。不过,他并不认同毒素源自这些米粒大小甲虫的观点。“大量研究表明,甲虫无法合成这类甾体生物碱。”邓巴彻分析道,“很有可能,甲虫也是从土壤螨类或某种植物中获取毒素的。”

为探寻箭毒蛙毒素的源头,研究团队计划采集毒鸟样本,对比其胃内容物与附近陷阱捕获昆虫的成分。“我们的目标是锁定那些可能携带毒素的猎物。”琼森解释道,“这无疑是一项艰巨任务,如同大海捞针,但却是研究的必经之路。”

此外,他们还与德国萨尔兰大学(Saarland University)化学家克里斯汀·比梅尔曼斯(Christine Beemelmanns)展开合作,借助专业技术,鉴定已采集样本中的箭毒蛙毒素及类似分子结构的毒素。

检测结果显示,毒鸟体内含有多种有毒衍生物,比梅尔曼斯实验室目前已成功鉴定出六种。这些衍生物在不同个体和物种中的浓度存在差异。



以毒攻毒?鸟类的生存智慧

另一个困扰科学界已久的问题是:这些鸟儿如何在携带致命毒素的情况下,保证自身安然无恙?

箭毒蛙毒素会与神经、肌肉和心脏细胞中的钠离子通道结合,引发麻木、抽搐、瘫痪,甚至死亡。“毒素附着在通道上,使其持续开放,导致神经不受控制地抽搐。”琼森解释道。

不过,相较于体内毒素足以毒死十名成年男子的黄金箭毒蛙(golden poison frog),毒鸟体内的毒素含量要低得多。即使接触或食用毒性最强的黑头林鵙鹟,也不会致人死亡。

长期以来,科学界普遍认为,毒鸟和箭毒蛙一样,其钠离子通道存在特殊突变,从而阻止毒素结合。但并未参与琼森和博达瓦塔团队研究的加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)生物物理学家丹尼尔·米诺(Daniel Minor)对此提出了不同看法。

在自然界中,河豚(fugu pufferfish)、蓝环章(blue-ringed octopus)等有毒生物,都具备对自身携带毒素的免疫能力,而钠离子通道突变正是这种免疫机制的关键所在。

琼森团队通过对比六种毒鸟及其同科无毒近亲的基因组,确实发现毒鸟编码特定钠离子通道的基因存在多种突变。

然而,米诺团队对南方杂色林鵙鹟(southern variable pitohui)克隆基因进行电生理测试时却发现,尽管存在突变,这些钠离子通道对箭毒蛙毒素依然敏感,这一结果令研究人员大感意外。

米诺由此推测,毒鸟体内或许存在一种尚未被发现的特殊蛋白质,它如同“毒素海绵”,能够与箭毒蛙毒素结合并将其隔离。

琼森和博达瓦塔则认为,这两种机制可能协同发挥作用。博达瓦塔指出:“鸟类需要将毒素从肠道运输到皮肤,必然存在一种转运蛋白来完成这一过程。”


未知的毒鸟世界

科学界迫切想知道,自然界中是否还存在其他毒鸟? 琼森对此持乐观态度:新几内亚毒鸟属于雀形目(Corvides),全球约有0种雀形目鸟类,新几内亚就占了种。

目前,我们只研究了其中五分之一。” 从今年月起,他的团队将在新几内亚岛多地采集尽可能多的雀形目样本,筛查箭毒蛙毒素,并对每个物种至少一个个体进行基因测序,以确定钠离子通道的突变情况。

博达瓦塔补充道,更完备的基因组数据,将助力科学家发现潜在的“毒素海绵”蛋白。从更宏观的角度来看,研究团队希望深入探究“奇妙而独特的趋同进化现象”。正是这种进化,让青蛙和鸟类,以及新几内亚内外的不同鸟类,都具备了毒素抗性。

“理解自然选择下的趋同适应,是进化生物学研究的核心目标。”琼森强调。在科学探索的道路上,每一次新发现都意味着更多未知等待解答。正如博达瓦塔所说:“或许两三年后,我们就能分享新的研究成果。这场探索之旅,才刚刚开始。”


撰文:Sandy Ong
编译:Arvin
校对:钱思琦
版式设计:钱思琦






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