巴布亞紐幾內亞的當地人稱這些鳥為辛辣的。當哥本哈根大學進化生態學家卡森·博達瓦塔處理來自帝王嘯鶲和紅頸鍾雀的羽毛時,他的眼睛流淚發癢,就像在切洋蔥一樣。這是這位生態學家首次接觸毒鳥。
該島的毒鳥最早於1992年被科學描述,研究人員此後又發現了幾個物種。它們的羽毛和皮膚都攜帶與南美洲箭毒蛙中發現的相同型別的強效神經毒素。如果這些被稱為箭毒蛙毒素的物質與神經元的鈉通道蛋白結合,它們會導致神經元不停地放電。足夠高的劑量會導致肌肉麻痺和死亡。
在《分子生態學》雜誌上發表的一篇論文中,博達瓦塔、丹麥自然歷史博物館的生態學家克努德·瓊森及其同事鑑定了兩種新的毒鳥物種,並表明每種鳥類都透過改變毒素結合蛋白的突變,獨立進化出對箭毒蛙毒素作用的抵抗力。正如魚類和鯨類分別進化出鰭一樣,這些鳥類也“以相同的方式應對”這些毒素,瓊森說。
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加州科學院鳥類學家傑克·杜姆巴徹三十年前首次將箭毒蛙毒素確定為鳥類毒性的來源。當時,箭毒蛙毒素僅在半個地球之外的箭毒蛙中被發現。研究人員現在推測,這些鳥類透過食用有毒的Choresine屬甲蟲來獲取箭毒蛙毒素,就像青蛙一樣——但沒有人確定。
瓊森說,無論來源如何,將毒素儲存在皮膚和羽毛中可能有助於保護鳥類免受寄生蟲侵害。當然,為了使這種策略奏效,鳥類必須避免自身中毒。加州大學伯克利分校的生態學家麗貝卡·塔文說,正如毒素在生物學中很常見一樣,對毒素的抵抗力也很常見。
研究人員使用計算機模擬研究了每個物種如何在神經元結合位點(箭毒蛙中毒蛋白的相同部分)進化出不同的變異,以阻止毒素。但塔文尚未被說服。她指出2021年對青蛙的一項研究,其中鈉通道突變並未證明對某些物種的箭毒蛙毒素具有保護作用,儘管瓊森指出,測試物種的毒素水平低於巴布亞紐幾內亞鳥類的平均水平。塔文說,這項新研究突出了鈉通道的多樣性,但關於毒素抗性,還有很多東西需要學習。
她說:“瞭解生物多樣性和適應性的多樣性,特別是這些極端的表型,可以為我們提供醫學、農業以及瞭解動物如何適應汙染的絕佳思路。”
