Ekspedicija u džunglu Nove Gvineje rezultirala je otkrićem dve nove vrste otrovnih ptica istraživača sa Univerziteta u Kopenhagenu. Genetske promene kod ovih vrsta ptica omogućile su im da nose snažan neurotoksin.
Otrovne ptice naseljavaju jednu od najnetaknutijih prašuma na Zemlji, mesto egzotično kao nijedno drugo na svetu. Čuti reči otrovno i spojena ptica će većini otvoriti oči. Ali otrovne ptice zapravo postoje. A sada je u džunglama Nove Gvineje otkriveno više vrsta.
„Uspeli smo da identifikujemo dve nove vrste otrovnih ptica na našem poslednjem putovanju. Ove ptice sadrže neurotoksin koji mogu da tolerišu i čuvaju u svom perju“, kaže Knud Džonson iz Prirodnjačkog muzeja Danske.
Džonson i njegov kolega istraživač UCPH, Kasun Bodavata, bili su na istraživačkom putovanju nalik Indijani Džonsu, rizikujući život i telo plemena i bivših ljudoždera koji se redovno ratuju usred zapanjujuće biodiverziteta prašume Nove Gvineje. Ovde su uhvatili dve nove vrste ptica, od kojih je svaka razvila sposobnost da konzumira toksičnu hranu i pretvori je u sopstveni otrov.
Dve ptice za koje su istraživači otkrili da su otrovne su regent zviždaljka (Pachicephala schlegelii), vrsta koja pripada porodici ptica sa širokom rasprostranjenošću i lako prepoznatljivom pesmom, dobro poznatom iz celog Indo-pacifičkog regiona, i ruf -naped zvonar (Aleadrias rufinucha).
„Bili smo zaista iznenađeni kada smo otkrili da su ove ptice otrovne jer nijedna nova otrovna vrsta ptica nije otkrivena u više od dve decenije. Posebno zato što su ove dve vrste ptica tako česte u ovom delu sveta“, kaže Knud Džonson.
Većina ljudi je upoznata sa legendarnim žabama otrovne strelice u Južnoj i Centralnoj Americi – posebno sa zlatnom otrovnom žabom. Ovi mali vodozemci jarkih boja mogu ubiti čoveka na najmanji dodir. Otkriće dve nove otrovne vrste ptica u Novoj Gvineji, koje nose istu vrstu toksina u svojoj koži i perju, pokazuje da je toksin žaba rasprostranjeniji nego što se verovalo.
Otrov u telima i perju ovih ptica naziva se batrahotoksin. To je neverovatno moćan neurotoksin koji, u višim koncentracijama, poput onih koje se nalaze u koži zlatnih otrovnih žaba, dovodi do grčeva u mišićima i srčanog zastoja skoro odmah nakon kontakta.
„Ptičiji toksin je istog tipa kao i kod žaba, a to je neurotoksin koji, prisiljavajući natrijumove kanale u tkivu skeletnih mišića da ostanu otvoreni, može izazvati nasilne konvulzije i na kraju smrt“, objašnjava Kasun Bodavata.
Južnoameričke otrovne žabe koriste svoj toksin da ih zaštite od predatora. Iako je nivo toksičnosti novogvinejskih ptica manje smrtonosan, može i dalje služiti odbrambenoj svrsi, ali je adaptivni značaj za ptice još neizvestan.
„Knud je mislio da sam tužan i da mi je bilo teško na putovanju kada su me našli sa curi iz nosa i suzama u očima. U stvari, samo sam sedeo i uzimao uzorke perja od pitohuija, jedne od najotrovnijih ptica na svetu. planete. Uklanjanje ptica sa mreže nije loše, ali kada uzorke treba uzeti u zatvorenom okruženju, možete osetiti nešto u očima i nosu. To je pomalo kao rezanje luka—ali sa nervnim agensom, pretpostavljam “, smeje se Kasun Bodavata.
„Meštani ne vole začinjenu hranu i klone se ovih ptica, jer, prema njihovim rečima, njihovo meso gori u ustima kao čili. U stvari, tako su ih istraživači prvi put saznali. A toksin se može osetiti kada držanje za jednu od njih. Oseća se nekako neprijatno, a dugo držanje na jednom nije privlačna opcija. To bi moglo da ukaže na to da im otrov služi kao odvraćanje od onih koji bi hteli da ih pojedu u određenoj meri“, objašnjava Jonson.
Prema istraživačima, otrovne ptice su izraz večne evolucione trke u naoružanju u prirodi. Počinje na dnu lanca ishrane sa bubama, insektima i drugim beskičmenjacima. Vremenom, neki od njih razvijaju toksičnost kako bi izbegli da budu pojedeni. Možda dobijaju i određenu boju koja može poslužiti kao upozorenje. To im zauzvrat omogućava da izađu iz svojih skrovišta ispod trupaca i kamenja.
„Onda, grabežljivac se suprotstavlja i odjednom, vrsta ptica ih može pojesti bez obzira na to. Predator takođe dobija mutaciju koja pruža otpornost na toksin. Ovo daje ptici prednost i otvara potpuno novi izvor hrane koji nije dostupan njeni konkurenti u ekosistemu. Dakle, očigledno je da je u toku trka u naoružanju i bube će morati ponovo da se zavuku ispod te stene dok ne razviju svoj sledeći potez nekoliko miliona godina kasnije“, objašnjava Džonson.
„Nakon toga, ptice koje su razvile sposobnost da jedu toksičnu hranu, same postaju toksične i mogu biti u stanju da se brane od predatora dalje u lancu ishrane. ali to često traje mnogo vremena“, kaže istraživač.
U biologiji postoji razlika između dva načina na koja životinje koriste otrove. Postoje otrovne životinje koje proizvode toksine u svojim telima i druge koje apsorbuju toksine iz svog okruženja. Kao i žabe, i ptice pripadaju poslednjoj kategoriji. Veruje se da oba dobijaju toksine iz onoga što jedu. Bube koje sadrže toksin pronađene su u stomaku nekih ptica. Ali izvor samog toksina tek treba da se utvrdi.
Šta omogućava ovim pticama da imaju toksin u svojim telima, a da ne budu povređene? Istraživači su ovo proučavali inspirisani žabama otrovne strelice, čije genetske mutacije sprečavaju toksin da drži otvorene njihove natrijumove kanale i na taj način sprečava grčeve.
„Dakle, bilo je prirodno istražiti da li su ptice imale mutacije u istim genima. Zanimljivo je da je odgovor i da i ne. Ptice imaju mutacije u oblasti koja reguliše natrijumove kanale, a za koju očekujemo da im daje ovu sposobnost da tolerišu. toksina, ali ne na istim mestima kao žabe“, kaže Kasun Bodavata.
On dodaje: „Pronalaženje ovih mutacija koje mogu da smanje afinitet vezivanja Batratotoksina kod otrovnih ptica na sličnim mestima kao kod žaba sa otrovnom strelicom je prilično kul. I pokazalo je da vam je potrebna neka vrsta adaptacije da biste se prilagodili ovom načinu života batrahotoksina. u ovim natrijumovim kanalima“.
Stoga, ove studije ptica pokazuju da iako je njihov neurotoksin sličan onom kod južnoameričkih otrovnih žaba, ptice su razvile otpor i sposobnost da ga nose u telima nezavisno od žaba. Ovo je primer onoga što biolozi nazivaju konvergentnom evolucijom.
Ovo osnovno istraživanje će prvenstveno doprineti boljem razumevanju ptica Nove Gvineje i kako različite životinjske vrste ne samo da stiču otpornost na toksine već ih koriste kao odbrambeni mehanizam.
Drugi aspekti istraživanja imaju potencijal da pomognu običnim ljudima. Toksin koji su ptice osvojile tokom vremena usko je povezan sa drugim toksinima, kao što je onaj koji je odgovoran za trovanje školjkama.
„Očigledno, mi nismo u poziciji da tvrdimo da je ovo istraživanje otkrilo sveti gral trovanja školjkama ili sličnim trovanjem, ali što se tiče osnovnih istraživanja, to je mali deo slagalice koji može pomoći da se objasni kako ovi toksini deluju u ćelijama. i u telu. I kako su tela određenih životinja evoluirala da ih tolerišu“, kaže Knud Džonson.
Deset metara dugačke mreže protežu se između stubova usred jedne od najnetišnijih i najneprohodnijih džungli na svetu. Dva šatora su postavljena u malom kampu u prašumi pored mreža. Nekoliko malih trupaca je odsečeno mačetama i oblikovano u klimavi stočić gde nekoliko predmeta istraživačke opreme nalazi zaštitu od kiše ispod cerade koju su doneli istraživači.
„Život kao istraživača ptica u Novoj Gvineji nije baš udoban. Vruće je, mokro, pa čak i uz malo anksioznosti s vremena na vreme. Ako niste spremni i niste se dogovorili sa lokalnim stanovništvom, uđite hladnoća može biti sasvim opasna“, kaže Knud Jonson iz Prirodnjačkog muzeja Danske.
Istraživači su dobili dozvolu koju je izdala vlada za sprovođenje istraživanja pre putovanja. Ali pošto vlada Papue Nove Gvineje ne poseduje šumsko zemljište, bilo je ključno kontaktirati, pregovarati i postići dogovor sa ljudima koji žive u lancu Saruvaged, gde je studija sprovedena. Ovaj rad je takođe pomogao Istraživački centar Nove Gvineje Binatang, koji ima dobro uspostavljene veze sa mnogim selima u severnoj Papui Novoj Gvineji.
„Nakon što smo spustili mali elisni avion na traku zemlje usred šume i daleko od mnogo čega drugog, krenuli smo napred sa mačetama, probijajući staze kroz džunglu sa grupom lokalnih pomagača“, kaže Kasun Bodavata.
„Ovi ljudi su kul. I sve dok se poštuje njihov način ponašanja i vodi računa da ne uznemiravamo duhove, oni su zaista fini. Način na koji se kreću kroz šumu bosi je zaista impresivan. Kasun i ja smo se samo kretali nespretno, saplićući se o korenje u našim velikim čizmama“, smeje se Knud Džonson
Iskustvo ih je naučilo da ostanu budni u logoru uprkos dogovoru sa lokalnim plemenskim selom.
„Na prethodnom putovanju, iskusili smo deset muškaraca iz susednog sela koji su iznenada stajali u logoru sa mačetama — oni mogu (i redovno jesu) podjednako dobro korišćeni na vegetaciji i ljudima. Bili su ljuti i imali su potpuno drugačiju percepciju o tome gde granice sela bile su od vođa plemenskog sela sa kojima smo sklopili sporazum“, kaže Knud Džonson iz Prirodnjačkog muzeja Danske.
Zbog toga su lokalni saradnici uvek uključeni u naš rad. Njihovo uključivanje ima više ciljeva. Oni pomažu u praktičnosti i prenosimo znanje zainteresovanima. Međutim, oni takođe služe važnoj svrsi da legitimišu prisustvo istraživača. Stvari mogu krenuti užasno naopako ako postoje sumnje.
Prašuma je puna malih sela u kojima žive različiti plemenski ljudi koji se često sukobljavaju. Pre pedeset godina takve svađe su uključivale kanibalizam. I dok su tradicije plemenskih neprijatelja koji jedu jedni druge u Papui Novoj Gvineji zvanično pokopane pre pola veka, bilo je slučajeva da su „bivši kanibali” prekoračili zakon.
„Vladi je teško da zna šta se dešava u šumi. Naravno, to povećava tenziju za nas. Sprovođenje istraživanja u okruženju u kojem morate imati toliko pažnje na bezbednost je prilično jedinstveno. Ali iako može biti teško, to je takođe sve o čemu ste ikada sanjali kao biolog“, kaže Knud Džonson.
Rad je objavljen u časopisu Molekularna ekologija.
