研究人员在新几内亚发现羽毛中含有神经毒素的鸟类
对新几内亚丛林的探险导致哥本哈根大学的研究人员发现了两种新的有毒鸟类。这些鸟类的遗传变化使它们能够携带强大的神经毒素。
有毒的鸟类栖息在地球上最原始的热带雨林之一，这是一个世界上独一无二的异国情调的地方。听到有毒和鸟类耦合这两个词会让大多数人大开眼界。但毒鸟确实存在。现在，在新几内亚的丛林中发现了更多的物种。
“我们在最近的旅行中设法确定了两种新的有毒鸟类。这些鸟含有一种神经毒素，它们既可以耐受又可以储存在羽毛中，“丹麦自然历史博物馆的Knud Jønsson说。
Jønsson和UCPH研究员Kasun Bodawatta一直在进行印第安纳琼斯式的研究之旅，冒着生命和肢体的危险，在新几内亚热带雨林令人瞠目结舌的生物多样性中经常交战部落居民和前食人族。在这里，他们捕获了两种新的鸟类，每种鸟类都已经发展出食用有毒食物并将其转化为自己的毒药的能力。
研究人员发现的两种有毒鸟类是摄政哨鸟(Pachycephala schlegelii)，该物种属于印度-太平洋地区广为人知的分布广泛且易于识别的鸟类家族，以及红枕铃鸟(Aleadryas rufinucha)。
“我们真的很惊讶地发现这些鸟类是有毒的，因为二十多年来没有发现新的有毒鸟类。特别是，因为这两种鸟类在世界的这个地区非常普遍，“Knud Jønsson说。
神经毒素引起肌肉痉挛
大多数人都熟悉南美洲和中美洲标志性的箭毒蛙，尤其是金色毒蛙。这些小而色彩鲜艳的两栖动物可以在最轻微的触摸下杀死人类。在新几内亚发现了两种新的有毒鸟类，它们的皮肤和羽毛中携带相同类型的毒素，这表明青蛙毒素比以前认为的更广泛。
这些鸟的身体和羽毛中的毒药被称为蝙蝠毒素。它是一种非常有效的神经毒素，在较高浓度下，例如在金毒蛙皮肤中发现的那些，几乎在接触后立即导致肌肉痉挛和心脏骤停。
“这种鸟的毒素与青蛙中的毒素相同，这是一种神经毒素，通过迫使骨骼肌组织中的钠通道保持开放，会导致剧烈抽搐并最终死亡，”Kasun Bodawatta解释说。
像切洋葱一样，但用神经毒剂
南美洲的箭毒蛙利用它们的毒素来保护它们免受捕食者的侵害。虽然新几内亚鸟类的毒性水平不那么致命，但它仍然可以起到防御作用，但对鸟类的适应性意义尚不确定。
“克努德认为我很伤心，在旅途中度过了一段艰难的时光，当时他们发现我流鼻涕，眼里含着泪水。事实上，我只是坐在那里从皮托惠(Pitohui)身上采集羽毛样本，皮托惠是地球上最毒的鸟类之一。从网中移除鸟类并不坏，但是当需要在密闭环境中采集样本时，您会感觉到眼睛和鼻子中的东西。这有点像切洋葱 - 但用神经毒剂，我猜，“Kasun Bodawatta笑着说。
“当地人不喜欢辛辣的食物，也避开这些鸟，因为据他们说，它们的肉像辣椒一样在嘴里燃烧。事实上，这就是研究人员最初意识到它们的方式。当抓住其中一个时，可以感觉到毒素。这感觉有点不愉快，长时间坚持一个不是一个吸引人的选择。这可能表明毒药在某种程度上对那些想吃它们的人起到了威慑作用，“Jønsson解释说。
进化的军备竞赛
根据研究人员的说法，有毒鸟类是自然界中永恒进化军备竞赛的表现。它始于食物链的底部，包括甲虫、昆虫和其他无脊椎动物。随着时间的推移，其中一些会产生毒性以避免被食用。也许它们还获得了一种特定的颜色，可以作为警告。这反过来又使他们能够从原木和岩石下的藏身处冒险。
“然后，一个捕食者反击，突然间，一种鸟类无论如何都可以吃掉它们。捕食者也获得一种突变，对毒素提供抗性。这给了鸟类一个优势，并开辟了一个全新的食物来源，这是其生态系统竞争对手无法获得的。因此，显然正在进行军备竞赛，甲虫需要再次爬回岩石下，直到几百万年后它们发展出下一步行动，“Jønsson解释说。
“随后，进化出吃有毒食物能力的鸟类本身变得有毒，并且可能能够保护自己免受食物链上游的捕食者的攻击。因此，比赛继续向上延伸。这是进化 - 任何事情都可能发生，但通常需要很长时间，“研究人员说。
使毒素成为他们自己的毒素
在生物学中，动物使用毒药的两种方式是有区别的。有些有毒的动物会在体内产生毒素，而另一些动物则吸收周围环境中的毒素。像青蛙一样，鸟类属于后一类。两者都被认为从他们吃的东西中获取毒素。在一些鸟类的胃中发现了含有毒素的甲虫。但毒素本身的来源尚未确定。
是什么让这些鸟类体内有毒素而不会受到伤害?研究人员从箭毒蛙的灵感下对此进行了研究，毒蛙的基因突变阻止毒素保持钠通道畅通，从而防止抽筋。
“因此，调查鸟类是否具有相同基因的突变是很自然的。有趣的是，答案是肯定的和否定的。鸟类在调节钠通道的区域有突变，我们预计这使它们能够耐受毒素，但与青蛙不完全相同，“Kasun Bodawatta说。
他补充说：“发现这些突变可以降低毒鸟中蝙蝠毒素的结合亲和力，就像箭毒蛙一样，这是非常酷的。它表明，为了适应这种Batrachotoxin的生活方式，你需要在这些钠通道中进行某种适应”。
因此，这些对鸟类的研究确定，虽然它们的神经毒素与南美箭毒蛙相似，但鸟类发展了抵抗力和独立于青蛙在体内携带它的能力。这是生物学家所说的趋同进化的一个例子。
这项基础研究将主要有助于更好地了解新几内亚的鸟类，以及不同的动物物种如何不仅获得对毒素的抵抗力，而且将它们用作防御机制。
研究的其他方面有可能帮助普通人。随着时间的推移，鸟类征服的毒素与其他毒素密切相关，例如导致贝类中毒的毒素。
“显然，我们不能声称这项研究已经揭示了贝类中毒或类似中毒的圣杯，但就基础研究而言，这只是一个难题的一小部分，可以帮助解释这些毒素如何在细胞和体内起作用。以及，某些动物的身体如何进化到可以容忍它们，“Knud Jønsson说。
远征
十米长的网在世界上最原始和无法通行的丛林之一的两极之间延伸。在渔网旁边的一个小雨林营地里搭起了两顶帐篷。几根小木头被砍刀砍掉，做成一张摇摇晃晃的小桌子，研究人员带来的防水油布下有几件研究装备可以防雨。
“在新几内亚，鸟类研究人员的生活并不十分舒适。它又热又湿，甚至不时会感到焦虑。如果你没有做好准备，也没有与当地人达成协议，那么在寒冷中可能是非常危险的，“丹麦自然历史博物馆的Knud Jønsson说。
研究人员在旅行前获得了政府颁发的进行研究的许可证。但由于巴布亚新几内亚政府不拥有林地，因此与居住在研究发生的萨鲁瓦格德山脉的人们联系、谈判并达成协议至关重要。这项工作也得到了新几内亚Binatang研究中心的协助，该中心与巴布亚新几内亚北部的许多村庄建立了良好的联系。
Kasun Bodawatta说：“在将小型螺旋桨飞机降落在森林中间的一条泥土上后，我们带着砍刀前进，与一群当地助手一起在丛林中开辟道路。
“这些人很酷。只要尊重他们的方式，注意不打扰精神，他们真的很好。他们赤脚穿过森林的方式确实令人印象深刻。Kasun和我只是笨拙地走来走去，在我们的大靴子里绊倒了树根，“Knud Jønsson笑着说。
经验告诉他们在营地保持警惕，尽管他们与当地部落村庄达成协议。
“在之前的一次旅行中，我们经历了来自邻村的十名男子突然拿着砍刀站在营地里——它们可以(并且经常)同样很好地用于植被和人类。他们很生气，对村庄边界的看法与我们达成协议的部落村庄的领导人完全不同，“丹麦自然历史博物馆的Knud Jønsson说。
这就是为什么当地的合作者总是参与我们的工作。它们的加入有多种目的。他们帮助实用，我们将知识传授给感兴趣的人。然而，它们还有一个重要目的，就是使研究人员的存在合法化。如果有任何疑问，事情可能会变得非常糟糕。
热带雨林到处都是小村庄，居住着各种各样的部落人民，他们经常发生小规模冲突。五十年前，这样的争吵涉及同类相食。虽然巴布亚新几内亚部落敌人互相吃掉的传统在半个世纪前就被正式废除了，但也有“前食人族”越权的案例。
“森林里发生的事情对政府来说很难知道太多。当然，这增加了我们的紧张感。在需要如此关注安全的环境中进行研究是非常独特的。但即使这可能很艰难，这也是你作为生物学家梦寐以求的一切，“Knud Jønsson说。