有毒饮食赋予这些动物自身的毒性防御能力

俗话说,人如其食,这句话对许多经常摄入毒物的动物来说也是如此。对于某些以植物和昆虫等有毒食物为食的物种来说,有毒的食物不仅不会对它们造成伤害,而且食用者实际上会吸收毒素。它们自己也会变得有毒,以保护自己免受寄生虫或捕食者的伤害。

诺亚·怀特曼(Noah Whiteman)是加州大学伯克利分校的进化生物学家,著有《 最美味的毒药认为,自然选择青睐能够实现这一目标的适应性。随着时间的推移,帮助物种抵抗毒素的基因突变可能会广泛传播,而其他基因突变也可能出现,帮助动物储存毒素并利用它们进行自我防御。我们在下面重点介绍了一些最引人注目的适应性物种。

帝王蝶咀嚼乳草

一只帝王蝶栖息在乳草上。

Creative Touch Imaging Ltd./NurPhoto 通过盖蒂图片社

帝王蝶 是后院里人们喜爱的美丽植物——但它们也有毒。帝王蝶在乳草植物上产卵,而乳草植物的毛虫会吞食含有有毒强心苷化合物的叶子。帝王蝶将这些毒素储存在自己的体内以阻止捕食者——而这些昆虫诱人的黑色和橙色则表明了它们的毒性。

帝王蝶通过几个关键的基因突变进化出消化有毒植物的能力——科学家们最近发现不幸的是,对于蝴蝶来说,它们的一些天敌,包括黑头蜡嘴雀和东部鹿鼠, 也进化出了突变 使它们能够吞食昆虫并耐受毒素。

“在这种情况下,食物链上可能出现一场进化军备竞赛,”加州大学河滨分校的进化系统生物学家西蒙·科内利斯“尼尔斯”·格罗恩说。帝王蝶的祖先进化出了抵抗乳草毒素的能力。后来,在捕食者和寄生虫的压力下,蝴蝶进化出了积累这些毒素以保护自己。“几种捕食者和寄生虫物种随后进化出了克服蝴蝶毒性的机制,”他说。他指出,一些抗毒鸟类现在可能真的会利用黑色和橙色的警示色来寻找帝王蝶并吃掉它们。

毒蛙吃有毒昆虫

毒蛙

一只草莓毒蛙栖息在一片叶子上。

Philippe Clement / Arterra / Universal Images Group 通过盖蒂图片社

毒蛙 因其鲜艳的颜色而闻名,这些颜色向掠食者传达了警告:吃我可不是个好主意!试图吃掉这些两栖动物的掠食者会发现有毒的味道令人不快甚至更糟,他们后来会记得这些色彩鲜艳的青蛙是应该避免的潜在食物。

在中美洲和南美洲的热带雨林中,青蛙会吃一种特殊的食物来增强它们的毒性防御能力。它们会吃含有毒素的昆虫,包括蚂蚁、甲虫、白蚁等。毒素会积聚在青蛙的皮肤中。毒素 比吗啡强200倍 在一些物种中,这种毒素储存在皮肤腺体中,当青蛙受到威胁时就会分泌出来。尝到这些有毒的青蛙的滋味会导致捕食者生病甚至死亡。

在圈养条件下,当这些青蛙被喂食不同的食物,包括无毒的动物园食物,如蟋蟀和果蝇时,它们的毒性就会降低,甚至完全无毒。史密森尼国家动物园和保护生物学研究所的研究人员 尝试添加毒药的饮食,让圈养的青蛙变得有毒 让它们像在自然界中一样免受捕食者的伤害,这样它们才能在重新回归野外后更好地生存。

河豚会吞食有毒细菌

河豚鱼

一只河豚在海底游动。

Ozge Elif Kizil/Anadolu Agency 通过盖蒂图片社提供

河豚是日本著名的美食,被称为 河豚如果食物烹调不当,很快就会给人类带来致命的后果,人们可能会在食用食物后的几个小时内死亡。

河豚毒素被称为河豚毒素,简称 TTX。它会攻击神经细胞,导致窒息或心力衰竭,瘫痪,有时甚至死亡。这种强效毒素不是由河豚产生的,而是由生活在鱼肠道中的细菌产生的。河豚很可能从藻类和无脊椎动物的食物中获取产生毒素的微生物。河豚进化出一种基因突变,可以保护自己的神经细胞免受 TTX 的影响。同时,神经毒素会在鱼的皮肤和肝脏等器官中积聚,使包括人类在内的捕食者瘫痪或死亡。

但这种防御方式可能并不是鱼类寄生产毒微生物的唯一原因。一些研究表明,TTX 也可能是一种缓解压力的药物,它 降低皮质醇等激素的水平,使鱼的攻击性降低并促进其生长。

鸟类可能会因吃甲虫而产生有毒羽毛

惠斯勒丽晶酒店

一只摄政哨子栖息在树枝上。

大卫·蒂普林图片库/Alamy Stock Photo

新几内亚原始雨林中的鸣禽,包括王啸鹟和棕颈铃鸟,其羽毛中含有与箭毒蛙相似的强效神经毒素。接触比士的宁毒性高 250 倍的箭毒蛙毒素 (BTX) 会导致肌肉痉挛、抽搐,甚至因大量接触而死于心脏骤停。但鸟类羽毛中的低剂量只会导致人类手部刺痛和眼睛流泪,而不会导致致命反应。

这种毒性在全世界的鸟类中并不罕见,但并非闻所未闻。哥本哈根大学研究分子生态学和进化的 Kasun Harshana Bodawatta 是发现这些有毒鸟类的团队的一员。Bodawatta 表示,羽毛毒素的来源尚不清楚,但可能是有毒的。“鉴于并非所有有毒鸟类都携带 BTX,我们认为毒素是通过饮食进入鸟类体内的,”他解释道。

博达瓦塔说,鸟类可能从 BTX 中受益,因为它可以减少蜱虫和虱子的寄生虫​​压力,或驱赶蚊子和蠓虫。尽管鸟类体内的毒素水平没有达到致命水平,但这种毒素仍然吓跑了一种顶级捕食者。“我们在进行实地调查时发现,新几内亚人不喜欢吃这些鸟类,”他说。“他们认为这些鸟类有点‘辛辣’的味道。”

海蛞蝓以刺细胞为食

裸鳃类

一只裸鳃类动物在海底爬行。

Andre Seale/VW PICS/环球图像集团(盖蒂图片社)

裸鳃类 是一种上镜的海蛞蝓科,以各种迷幻的颜色和形状而闻名。这些外表古怪的动物中有许多都有同样不寻常的食物——海葵。这些色彩鲜艳的无脊椎动物依附在岩石或珊瑚上,看起来像水下花朵。但它们会用带有刺丝囊的触手伏击过往的食物,从浮游生物到鱼类。

刺丝囊是一种刺细胞,就像一根微小的有毒倒钩长矛,当捕食者刷过或触碰海葵时,刺丝囊就会被触发。但裸鳃类动物已经适应了这种攻击。它们的嘴和喉咙有一层坚硬的涂层,可以让它们吞下触手和倒钩,而不会产生任何不良影响。然后它们利用这种武器为自己谋利。

海蛞蝓不会消化刺丝囊,而是吸收充满毒素的刺细胞,使其成为防御阵列的一部分。这些细胞通过身体被运送到海蛞蝓的附肢,在那里它们被储存在囊中,直到它们被 当子弹受到攻击时发射防御弹

响尾蛇蛾爬上有毒植物

响尾蛇蛾

休息中的响尾蛇蛾

劳拉·高德特 – https://www.inaturalist.org/photos/70374412 通过 CC By-SA 4.0

雄性响尾蛇蛾在幼虫时期会吞食响尾蛇植物的有毒叶子,从而获得成年后仍留在它们身上的化学物质,这些化学物质让蜘蛛厌恶。但雌性响尾蛇蛾并不以这种植物为食。相反,它们以一种非常出人意料的方式获得这种植物的保护。 每个雄性的精子都含有 这种植物的有毒化学物质称为吡咯里西啶生物碱,在交配后会扩散到雌性体内,保护雌性和卵免受掠食者的伤害。雌性会终生保留这种保护,尽管成年雌性只能保留 30 天左右。

蜘蛛觉得这些受毒素保护的蛾子非常难吃,以至于它们会把它们从网中放出来。而那些没有受毒素保护的蛾子,比如没有交配过的雌蛾,很容易被蜘蛛吃掉。

这种有毒的精子包装非常珍贵,以至于雌性实际上会根据它身上的线索来评估合适的配偶。雌性可以感觉到求爱雄性释放到空气中的毒素的化学衍生物,这表明求爱者身上有多少保护性毒素。雄性散发出的毒性越强,他看起来就越合适。

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2024-06-12 12:00:00
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