劇毒超氰化物，揭秘毒鳥致命之謎

1989年盛夏，初出茅廬的鳥類學(xué)實習(xí)生杰克·鄧巴徹，踏上了前往巴布亞新幾內(nèi)亞雨林的首次科考之旅。彼時，他面龐青澀，對這片神秘的熱帶雨林充滿好奇。

在一個悶熱潮濕的午后，一只羽毛色彩艷麗、黑橙相間的鳥兒意外闖入他布設(shè)的霧網(wǎng)。鄧巴徹上前解救時，卻被這只黑頭林鵙鹟（jú wēng）狠狠抓傷?！斑@種鳥體型和松鴉差不多，爪子和喙尖銳得像針。”鄧巴徹回憶道。

當(dāng)時，他下意識地將傷口湊近唇邊，誰知，一陣刺痛與灼燒感瞬間襲來，隨后嘴唇完全麻木，這種不適一直持續(xù)到夜幕降臨。

鄧巴徹向當(dāng)?shù)叵驅(qū)Т蚵牬耸?，對方心領(lǐng)神會，告訴他村民們向來對這些“垃圾鳥”避之不及，只有在經(jīng)過剝皮和特殊處理后，才會食用。

這番話勾起了鄧巴徹的強烈好奇心，作為芝加哥大學(xué)的研究生，他花費整整一年時間，收集黑頭林鵙鹟樣本，并在回國后四處尋找化學(xué)家，試圖揭開這種奇特感覺背后的秘密。

毒 鳥

1992年，鄧巴徹及其合作者公布了一項震驚學(xué)界的發(fā)現(xiàn)：黑頭林鵙鹟體內(nèi)竟含有箭毒蛙毒素。這種毒素的致命性遠(yuǎn)超氰化物，是動物界最劇毒的物質(zhì)之一。它與遠(yuǎn)在地球另一端的某些箭毒蛙體內(nèi)的毒素完全相同。

自那以后，在已知的10500多種鳥類中，至少又有十幾種被證實為有毒鳥類。不過，大部分?jǐn)y帶箭毒蛙毒素的鳥類，都是新幾內(nèi)亞島特有的。然而，距鄧巴徹那次偶然發(fā)現(xiàn)已過去35年，新幾內(nèi)亞毒鳥身上仍籠罩著重重迷霧。

如今身為加州科學(xué)院鳥類與哺乳動物館長的鄧巴徹坦言：“我們未知的領(lǐng)域太多了，從這些鳥類的生態(tài)習(xí)性，到它們?nèi)绾卫眉就芏舅胤烙?，再到毒素的來源，都亟待解答?！编嚢蛷刈詈笠淮翁ど闲聨變?nèi)亞島是在2011年。

如今，由瑞典自然歷史博物館生態(tài)學(xué)家克努德·瓊森與哥本哈根大學(xué)進(jìn)化與群落生物學(xué)家卡松·博達(dá)瓦塔帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊，接過了研究的接力棒。

他們已取得重要突破，在2023年發(fā)現(xiàn)了兩種新的毒鳥，這是近二十年來該領(lǐng)域的首次重大發(fā)現(xiàn)。按照計劃，他們將每年前往巴布亞新幾內(nèi)亞，持續(xù)研究至2028年。

他們試圖解開一個關(guān)鍵謎題：這種能幫助鳥類抵御捕食者和寄生蟲的毒素，究竟從何而來？

以毒攻毒，鳥類的生存智慧

關(guān)于毒素來源，有一種理論聚焦于鳥類的飲食習(xí)慣。

“有人推測，它們因食用某種帶毒甲蟲而獲得毒素。”瓊森介紹道，“但真相究竟如何，我們還不得而知。”

早在2004年，鄧巴徹就首次揭示箭毒蛙毒素同時存在于鳥類和甲蟲體內(nèi)。不過，他并不認(rèn)同毒素源自這些米粒大小甲蟲的觀點。“大量研究表明，甲蟲無法合成這類甾體生物堿?！编嚢蛷胤治龅?，“很有可能，甲蟲也是從土壤螨類或某種植物中獲取毒素的?！?/p>

為探尋箭毒蛙毒素的源頭，研究團(tuán)隊計劃采集毒鳥樣本，對比其胃內(nèi)容物與附近陷阱捕獲昆蟲的成分。“我們的目標(biāo)是鎖定那些可能攜帶毒素的獵物?！杯偵忉尩?，“這無疑是一項艱巨任務(wù)，如同大海撈針，但卻是研究的必經(jīng)之路。”

此外，他們還與德國薩爾蘭大學(xué)化學(xué)家克里斯汀·比梅爾曼斯展開合作，借助專業(yè)技術(shù)，鑒定已采集樣本中的箭毒蛙毒素及類似分子結(jié)構(gòu)的毒素。

檢測結(jié)果顯示，毒鳥體內(nèi)含有多種有毒衍生物，比梅爾曼斯實驗室目前已成功鑒定出六種。這些衍生物在不同個體和物種中的濃度存在差異。

另一個困擾科學(xué)界已久的問題是：這些鳥兒如何在攜帶致命毒素的情況下，保證自身安然無恙？

箭毒蛙毒素會與神經(jīng)、肌肉和心臟細(xì)胞中的鈉離子通道結(jié)合，引發(fā)麻木、抽搐、癱瘓，甚至死亡?！岸舅馗街谕ǖ郎?，使其持續(xù)開放，導(dǎo)致神經(jīng)不受控制地抽搐?！杯偵忉尩?。

不過，相較于體內(nèi)毒素足以毒死十名成年男子的黃金箭毒蛙，毒鳥體內(nèi)的毒素含量要低得多。即使接觸或食用毒性最強的黑頭林鵙鹟，也不會致人死亡。

長期以來，科學(xué)界普遍認(rèn)為，毒鳥和箭毒蛙一樣，其鈉離子通道存在特殊突變，從而阻止毒素結(jié)合。但并未參與瓊森和博達(dá)瓦塔團(tuán)隊研究的加州大學(xué)舊金山分校生物物理學(xué)家丹尼爾·米諾對此提出了不同看法。

在自然界中，河豚、藍(lán)環(huán)章魚等有毒生物，都具備對自身攜帶毒素的免疫能力，而鈉離子通道突變正是這種免疫機制的關(guān)鍵所在。

瓊森團(tuán)隊通過對比六種毒鳥及其同科無毒近親的基因組，確實發(fā)現(xiàn)毒鳥編碼特定鈉離子通道的基因存在多種突變。

然而，米諾團(tuán)隊對南方雜色林鵙鹟克隆基因進(jìn)行電生理測試時卻發(fā)現(xiàn)，盡管存在突變，這些鈉離子通道對箭毒蛙毒素依然敏感，這一結(jié)果令研究人員大感意外。

米諾由此推測，毒鳥體內(nèi)或許存在一種尚未被發(fā)現(xiàn)的特殊蛋白質(zhì)，它如同“毒素海綿”，能夠與箭毒蛙毒素結(jié)合并將其隔離。

瓊森和博達(dá)瓦塔則認(rèn)為，這兩種機制可能協(xié)同發(fā)揮作用。博達(dá)瓦塔指出：“鳥類需要將毒素從腸道運輸?shù)狡つw，必然存在一種轉(zhuǎn)運蛋白來完成這一過程。”

未知的毒鳥世界

科學(xué)界迫切想知道，自然界中是否還存在其他毒鳥？瓊森對此持樂觀態(tài)度：“新幾內(nèi)亞毒鳥屬于雀形目，全球約有700種雀形目鳥類，新幾內(nèi)亞就占了140種。目前，我們只研究了其中五分之一?！?從今年11月起，他的團(tuán)隊將在新幾內(nèi)亞島多地采集盡可能多的雀形目樣本，篩查箭毒蛙毒素，并對每個物種至少一個個體進(jìn)行基因測序，以確定鈉離子通道的突變情況。

博達(dá)瓦塔補充道，更完備的基因組數(shù)據(jù)，將助力科學(xué)家發(fā)現(xiàn)潛在的“毒素海綿”蛋白。從更宏觀的角度來看，研究團(tuán)隊希望深入探究“奇妙而獨特的趨同進(jìn)化現(xiàn)象”。正是這種進(jìn)化，讓青蛙和鳥類，以及新幾內(nèi)亞內(nèi)外的不同鳥類，都具備了毒素抗性。

“理解自然選擇下的趨同適應(yīng)，是進(jìn)化生物學(xué)研究的核心目標(biāo)?！杯偵瓘娬{(diào)。在科學(xué)探索的道路上，每一次新發(fā)現(xiàn)都意味著更多未知等待解答。正如博達(dá)瓦塔所說：“或許兩三年后，我們就能分享新的研究成果。這場探索之旅，才剛剛開始?！?/p>