黃昏時分,潛伏在倫納德河的鳄魚冒出了頭,對着挂在金屬吊杆上的蟾蜍屍體垂涎欲滴。
殊不知,這是科學家故意設下的誘餌,而且這還是一隻加了料的蟾蜍,不是一般的鹹味 " 調料 ",是可以讓鳄魚惡心的 " 調料 "。
" 誘餌 "。圖片來源:參考文獻 [ 1 ]
科學家爲什麽要這麽做?
這一切都得從八十多年前說起。1935 年,102 隻蔗蟾蜍從夏威夷被引入昆士蘭州的甘蔗種植區,并被釋放到甘蔗田中。引入蟾蜍的初衷是利用它們捕食甘蔗甲蟲的幼蟲和成蟲。
蟾蜍。圖片來源:維基百科
蔗蟾蜍在新的環境中迅速繁殖并擴散。它們适應了澳大利亞的氣候和環境,開始迅速占領新的栖息地。由于沒有天敵和競争者,這些蟾蜍的數量迅速增加,而原本想要控制的害蟲,卻一點不受影響,因爲甘蔗蟾蜍主要在地面活動,而這些害蟲生活在地下。
然而,蔗蟾蜍對澳大利亞本土的無脊椎動物、兩栖動物、爬行動物和小型哺乳動物造成了巨大威脅。它們競争食物資源,并捕食許多本土物種,最嚴重的問題是,甘蔗蟾蜍的皮膚和腺體含有毒素,這對許多澳大利亞本土捕食者是緻命的。
20 世紀 90 年代,蔗蟾蜍的擴散範圍逐漸向北延伸,接近北領地和西澳大利亞的邊界。2000 年初,蔗蟾蜍開始大量入侵北澳大利亞的河流系統,鳄魚栖息地首次出現因攝食蔗蟾蜍而中毒死亡的事件。此時,淡水鳄魚種群的死亡率開始上升,河面上經常會漂浮着翻着肚皮的鳄魚屍體。
鳄魚屍體。圖片來源:ABC,參考文獻 [ 2 ]
在剖開鳄魚的屍體後,科學家發現它們的胃裏還殘餘着最後的晚餐:蟾蜍肉。蟾蜍毒素的作用是通過影響動物的心髒和神經系統,導緻心搏驟停或神經失調。
爲什麽有毒還要吃?因爲這種毒素并不像辣椒素等刺激性物質,會在入口時立即引發強烈的不适或疼痛感,所以一般情況下鳄魚不會有什麽忌口。
而且鳄魚通常會快速地攻擊并吞食獵物,很少會在入口時細細咀嚼或判斷獵物的口感和味道。甘蔗蟾蜍這種緩慢、看似無害的獵物,容易被鳄魚誤認爲是普通的青蛙或其他無毒的兩栖動物,因此鳄魚會迅速吞食它。
味覺厭惡訓練真的有用嗎?
爲了減少鳄魚死亡,避免它們吃到有毒的蟾蜍,科學家想到一個辦法:給蟾蜍加料,讓它變難吃。這種實驗在專業上被稱爲條件味覺厭惡學習(CTA),是一種基于經典條件反射的學習方法,讓動物在攝食某種食物後,通過體驗不愉快的身體反應(如惡心、嘔吐),形成對該食物的厭惡,進而避免将來再次攝食這種食物。
從 2021 年開始,科學家開始在澳大利亞西北部的金伯利地區進行一項爲期 3 年的研究,那裏有北澳大利亞最大的淡水捕食者:澳洲淡水鳄(Crocodylus johnstoni)。
研究團隊在澳大利亞西北部的四個峽谷系統中部署了 2395 個誘餌點,在每個誘餌點,設置了兩個金屬樁,并在樁之間懸挂誘餌。誘餌有兩種,一種是實驗組,即處理過的蟾蜍屍體,這些蟾蜍被去除了毒素,并注入了 5ml 濃度爲 0.5mol 的氯化锂(LiCl),而另一個金屬柱上挂着的是雞脖子。
咬餌的鳄魚。圖片來源:參考文獻 [ 1 ]
雞脖子被用作非處理誘餌,幫助研究人員确定鳄魚的厭惡反應是否特異于蔗蟾蜍。如果鳄魚對雞脖子沒有表現出厭惡反應,而僅對蔗蟾蜍表現出厭惡反應,這說明 "CTA 訓練 " 是成功的,并且鳄魚的厭惡反應是針對蔗蟾蜍這種特定食物,而不是對所有食物的普遍反應。
之所以選擇氯化锂作爲 " 調味料 ",不僅僅因爲它鹹,而是它可以産生惡心反應。動物在攝入氯化锂後,會導緻胃腸不适,進而引發惡心和嘔吐反應。盡管具體機制可能因物種而異,但通常與它在體内的代謝以及對中樞神經系統的影響有關。
曆史上,氯化锂曾短暫地被用作食鹽(NaCl)的替代品。在第二次世界大戰後,由于人們逐漸認識到高鈉飲食與高血壓之間的關聯,科學家開始尋找低鈉替代品幫助控制鹽攝入量。氯化锂當時被認爲是一種可能的替代品,因爲它在化學結構和味覺上與氯化鈉相似,具有鹹味。
在 20 世紀 40 年代後期,氯化锂被用于某些低鈉鹽産品中,主要是針對高血壓患者和需要低鈉飲食的人群。然而,氯化锂的使用很快就出現嚴重的副作用,也就是可能會出現惡心、嘔吐、腹瀉等胃腸道不适症狀。
由于氯化锂的毒性反應,相關産品很快就被下架,氯化锂作爲鹽替代品的使用,在 20 世紀 50 年代初被停止。盡管氯化锂不再用于食品,但其仍在醫學領域和動物實驗領域發揮作用(如研究裏的 "CTA 訓練 ")。經過 "CTA 訓練 " 後,短期内效果特别明顯,第一天攝食率爲 92%,到第五天降至 51%。
整個實驗期内,鳄魚的數量保持穩定,沒有出現大規模死亡的情況。比如在一個國家公園内,蔗蟾蜍入侵後的最初兩年(2019 年和 2020 年),該地區的鳄魚死亡率分别爲 33% 和 30%。而在實施 "CTA 訓練 " 後(2021 年),死亡率急劇下降到 1.5%,2022 年則上升到 11%。
在未經過 "CTA 訓練 " 處理的對照區域,鳄魚的死亡率顯著增加。2020 年、2021 年和 2022 年,這些區域的鳄魚死亡率分别爲 20%、40% 和 36%。簡單來說,給蔗蟾蜍上料這個方法是有用的,沒有鳄喜歡吃會反胃的食物。
鳄魚。圖片來源:rainforest
不過,"CTA 訓練 " 可能不是一個長久策略,盡管 "CTA 訓練 " 在短期内可以有效地讓動物避免特定食物,但這種厭惡反應在長期内是否能夠持續存在,仍然是一個問題。有研究表明,在某些情況下,随着時間推移,動物可能會逐漸恢複對厭惡食物的攝食行爲,特别是在缺乏其他食物來源時。
比如,同樣在澳大利亞,研究人員使用 "CTA 訓練 " 北方貂鼠避免攝食有毒的蔗蟾蜍。雖然初步訓練取得了成功,貂鼠能夠避免攝食蔗蟾蜍,但随着時間的推移,有些貂鼠的厭惡反應減弱,尤其是在蔗蟾蜍廣泛分布的地區。當食物匮乏時,貂鼠可能會冒險重新嘗試攝食蔗蟾蜍,導緻訓練效果減弱。
所以,想要在基因裏刻上讨厭蟾蜍的記憶,真的是一件很難的事,可能不是兩三年的實驗就能解決得了的。
參考文獻
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