Коллектив ученых из Дании, Германии и Папуа — Новой Гвинеи установил, что два вида новогвинейских птиц ядовиты. Исследование опубликовано в журнале Molecular Ecology.
Впервые о ядовитости некоторых птиц Новой Гвинеи было сообщено в исследовании 1992 года. Ученые под руководством Джона Дамбахера обнаружили это свойство представителей рода дроздовых мухоловок, или питоху, а именно у двуцветной (Pitohui dichrous), изменчивой (Pitohui kirhocephalus), ржавой (Pitohuiferrugineus, сейчас Pseudorectes ferrugineus) дроздовых мухоловок. У всех этих птиц, в наибольшей степени у Pitohui dichrous, в перьях, коже, сердце, печени и желудке был обнаружен батрахотоксин.
Батрахотоксин — ядовитое вещество, до того выделявшееся только из трех видов южноамериканских ядовитых лягушек-листолазов рода Phyllobates. В коже этих лягушек токсин содержится в столь высоких концентрациях, что приводит к мышечным спазмам и остановке сердца почти сразу после прикосновения к ним. Средняя лягушка вида Phyllobates terribilis содержит около одного миллиграмма батрахотоксина, чего достаточно, чтобы убить от 10 до 20 человек или до двух африканских слонов. Механизм действия этого токсина состоит в том, что он заставляет оставаться открытыми натриевые каналы в мембранах мышечных и нервных клеток, то есть делает их постоянно проницаемыми для ионов натрия. Это приводит к падению электрического потенциала клетки, а значит, клетка не может больше передавать нервные импульсы.
Концентрация токсина у новогвинейских птиц ниже, чем у колумбийских лягушек; например, двуцветная питоху содержит только 0,002–0,003 мг батрахотоксина на грамм массы тела, в то время как лягушки Phyllobates terribilis содержат 0,038 мг на миллиметр длины тела. Но все-таки воздействие токсина ощутимо. Местные жители избегают употреблять в пищу двуцветную питоху, говоря, что ее мясо обжигает рот, как острый перец. Если ее всё же едят, то только после того, как с тушки была снята кожа, а мясо особым образом приготовлено. Джон Бамбахер и его коллеги даже предположили, что черно-желтая контрастная окраска этой птицы служит предупреждением для хищников о том, что данная птица несъедобна. Первый автор нынешней работы Касун Бодавата (Kasun Bodawatta) из Копенгагенского университета рассказывает: «Кнуд [руководитель исследования Кнуд Йонссон (Knud Jønsson) из Музея естественной истории в Копенгагене] подумал, что мне было грустно и у меня были тяжелые времена во время экспедиции, когда увидел меня с насморком и слезами на глазах. На самом деле, я просто сидел и брал образцы перьев у питоху, одной из самых ядовитых птиц на Земле. Извлекать птиц из сети не так уж плохо, но когда образцы нужно брать в замкнутом пространстве, вы можете почувствовать что-то в глазах и носу. Это немного похоже на резку лука, но с нервно-паралитическим веществом», — смеется Касун Бодавата.
Дамбахер и его коллеги продолжили, и батрахотоксин был найден еще у одного вида птиц — синешапочной ифриты (Ifrita kowaldi). Следы батрахотоксина были обнаружены и в одной из двух обследованных экземпляров лесной сорокопутовой мухоловки (Colluricincla megarhyncha), Исследователи обратили внимание, что концентрация токсинов сильно различалась у птиц одного и того же вида, обитающих в разных местах. У птиц из некоторых популяций могло вовсе не быть яда, тогда как у их сородичей из другой части ареала он имелся. Поэтому ученые предположили, что токсин не вырабатывается в организме птиц, а поступает туда из окружающей среды, скорее всего, из пищи. В тех местностях, где пища не содержит токсина, птицы не становятся ядовитыми. Так что источник яда следовало искать в насекомых, которыми питаются дроздовые мухоловки и синешапочная ифрита. Наиболее вероятный кандидат — жук Choresine pulchra и другие представители рода Choresine семейства мелирид (Melyridae), в организме которых содержится высокий уровень батрахотоксина.
Следует заместить, что у лягушек-листолазов, давно известных обладателей батрахотоксина, наблюдается сходная картина. Уровень токсина у них сильно различается как между видами, так и между популяциями одного вида. Объясняется это разным питанием, так как было установлено, что, если кормить лягушек в неволе не природной пищей, а сверчками и плодовыми мушками, они утратят свою ядовитость. Рождаются эти лягушки неядовитыми. Также в лабораторных условиях было подтвердено, что листолазы способны накапливать в организме проглоченные алкалоиды. Вероятно, для лягушек источником токсина служат какие-то членистоногие, так что батрахотоксин («лягушачий яд») правильнее было бы назвать «энтомотоксином». Но гипотеза о том, что лягушки Phyllobates в Южной Америке получают батрахотоксины от каких-то жуков семейства мелирид (род Choresine там не встречается), пока не была проверена из-за сложности полевых работ в Колумбии.
Группа Дамбахера высказала еще несколько предположений о возможном эволюционном значении токсичности птиц. Помимо защиты от хищников самой птицы, токсины из перьев могут попадать на яйца и материалы гнезда, защищая их от животных, разоряющих гнезда. Также в отдельном исследовании 1999 года ученые выяснили, что некоторые наружные паразиты избегают перьев дроздовых мухоловок или погибают от контакта с ними.
Авторы нынешнего исследования в ходе экспедиции в леса горного хребта Сарувагед (провинция Морбе на северо-востоке Новой Гвинеи) обнаружили токсичность еще у двух видов птиц: рыжезатылочного свистуна (Aleadryas rufinucha) и свистуна Шлегеля (Pachycephala schlegelii). Обе птицы — насекомоядные жители горных лесов, широко распространенные на острове. «Мы были очень удивлены, обнаружив, что эти птицы ядовиты, поскольку за более чем два десятилетия не было обнаружено ни одного нового вида ядовитых птиц, а также потому, что оба этих вида птиц настолько распространены в этой части мира», — говорит Кнуд Йонссон.
Биологи знали, что южноамериканские лягушки невосприимчивы к собственному токсину благодаря определенным мутациям. «Было естественным проверить, есть ли у птиц мутации в тех же генах. Интересно, что ответ — и да, и нет. У птиц есть мутации в области, которая регулирует натриевые каналы и, как мы ожидаем, дает им невосприимчивость к токсину, но не в тех же местах, что и лягушек», — говорит Касун Бодавата. У токсичных птиц Новой Гвинеи обнаружились множественные мутации в гене SCN4A, который кодирует наиболее распространенный натриевый канал в мышцах позвоночных (Nav1.4). Мутации влияют на структуру белка и понижают эффективность связывания его с молекулой батрахотоксина.
Токсичные птицы встречаются и в других регионах мира. В Африке к югу от Сахары широко распространен шпорцевый гусь (Plectropterus gambensis ). Он питается как растениями, так и насекомыми, и среди этих насекомых есть жуки-нарывники, из которых организм гуся усваивает яд кантаридин. Поэтому поедание мяса шпорцевого гуся вызывает отравление. Доза кантаридина в 10 мг может убить человека.
В 1994 году из перьев пурпурного танагрового певуна (Cardellina rubra), маленькой мексиканской певчей птицы, исследователи Патрисия Эскаланте (Patricia Escalante) и Джон Дэйли (John W. Daly) выделили два алкалоида. Эти вещества делают мясо птицы несъедобным, о чем хорошо знают местные жители. Источник этих алкалоидов неизвестен, но, вероятнее всего, они тоже попадают в птицу из пищи.
Наконец, есть еще одна птица, приобретающая ядовитость благодаря рациону. Это всем известная перепелка (Coturnix coturnix). Случаи отравления ее мясом известны давно. Например, в записках французского военного инженера и картографа Гийома Левассёр де Боплана, служившего в 1630-х годах в армии Речи Посполитой («Описание Украины, которая является некоторыми провинциями Королевства Польши. Простирается от пределов Московии, вплоть до границ Трансильвании»), говорится про «особый род перепелки с синими ногами и смертоносный для тех, кто ее съедает». На самом деле эти перепелки не принадлежат к особому роду, а ядовитыми стали благодаря пище. Только, в отличие от новогвинейских птиц и африканских шпорцевых гусей, источниками яда служат не насекомые, а растения. Известный биолог А. Н. Формозов писал: «...В осенние месяцы отмечают нередкие случаи отравления людей мясом этой вкусной дичи. Тогда санитарные врачи объявляют запрет на торговлю перепелами, но любители охоты продолжают их стрелять, хотя сами не раз переносили отравление. Иногда среди сотен перепелов нет ни одного ядовитого, но бывают случаи, когда пять-шесть птиц, купленных на рынке, могут причинить серьезные беды». Для отравления перепелкой существует даже особый медицинский термин — котурнизм.
В 1954 году врач из Пятигорска Д. В. Хованский описал отравление целой семьи мясом перепелок, которое сопровождалось судорогами и потерей сознания. В описанном А. Н. Формозовым исследовании, проведенном в августе — сентябре 1951 года в районе Пятигорска, в ходе нескольких охот были добыты 140 перепелов и случилось восемь случаев отравлений их мясом. При изучении содержимого зоба птиц было обнаружено большое количество семян ядовитого растения чистеца однолетнего (Stachys annua). В качестве других ядовитых для человека растений, служащих кормом перепелам, Хованский и Формозов называют железницу горную (Sideritis montana) и пикульник (Galeopsis). В Западной Европе были описаны случаи отравления человека и животных мясом перепелов, питавшихся семенами веха ядовитого (Cicuta virosa).
