為了讓鱷魚不吃蛤蟆科學家給蛤蟆上了點“料”
黃昏時分,潛伏在倫納德河的鱷魚冒出了頭,對著掛在金屬吊桿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,鹹口的。這不是一般的鹹味“調味料”,是可以讓鱷魚噁心的“調味料”。
「誘餌」(圖片來源:參考文獻1)
為什麼科學家要這麼做?有什麼意義呢?
這一切都得從八十多年前說起。 1935年,102隻甘蔗蟾蜍從夏威夷引進昆士蘭的甘蔗種植區,釋放到甘蔗田。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:Wikipedia)
甘蔗蟾蜍在新的環境中快速繁殖並擴散。它們適應了澳洲的氣候和環境,開始迅速佔領新的棲息地。由於沒有天敵和競爭者,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。因為甘蔗蟾蜍主要在地面活動,而這些害蟲則生活在地下。
然而,甘蔗蟾蜍對澳洲本土的無脊椎動物、兩棲類、爬蟲類和小型哺乳動物造成了巨大威脅。它們競爭食物資源,並捕食許多本土物種。最嚴重的問題是,甘蔗蟾蜍的皮膚和腺體含有毒素,對許多澳洲原生捕食者是致命的。
1990年代,甘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,甘蔗蟾蜍開始大量入侵北澳大利亞的河流系統,鱷魚棲息地首次出現因攝食甘蔗蟾蜍而中毒死亡的事件。此時,淡水鱷魚族群的死亡率開始上升。河面上常會漂浮著翻著肚皮的鱷魚屍體。
鱷魚屍(圖片來源:ABC)
(圖片來源:參考文獻2)
在剖開鱷魚的屍體後,科學家發現它們的胃裡還殘餘著最後的晚餐:蟾蜍肉。蟾蜍毒素的作用是透過影響動物的心臟和神經系統,導致心搏驟停或神經失調。
為什麼有毒還要吃?因為這種毒素不像辣椒素等刺激性物質,會在入口時立即引發強烈的不適或疼痛感,所以一般鱷魚不會有什麼忌口。
而且鱷魚通常會快速地攻擊併吞食獵物,很少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,容易被鱷魚誤認為是普通的青蛙或其他無毒的兩棲動物,因此鱷魚會迅速吞食它。
(圖片來源:Mike Letnic)
味覺厭惡訓練
為了減少鱷魚的死亡,避免吃到有毒的蟾蜍。科學家想到了一個方法:給蟾蜍加料,讓它變得難吃。
這種實驗在專業上被稱為條件味覺厭惡訓練(CTA),是一種基於經典條件反射的學習方法,用於讓動物在攝食某種食物後,透過體驗不愉快的身體反應(如噁心、嘔吐),從而形成對該食物的厭惡,進而避免將來再次攝食這種食物。
從2021年開始,科學家開始在澳洲西北部的金伯利地區進行一項為期3年的研究,那裡有北澳大利亞最大的淡水掠食者:澳洲淡水鱷(Crocodylus johnstoni)。
研究團隊在澳洲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,並在樁之間懸掛誘餌。
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,並註入了5毫升,濃度為0.5摩爾的氯化鋰(LiCl)。而另一個金屬柱上掛著的是雞脖子。
咬餌的鱷魚(圖片來源:參考文獻1)
雞脖子被用作非處理誘餌,幫助研究人員確定鱷魚的厭惡反應是否特異於甘蔗蟾蜍。如果鱷魚對雞脖子沒有表現出厭惡反應,而僅對甘蔗蟾蜍表現出厭惡反應,這說明CTA訓練是成功的,而鱷魚的厭惡反應是針對甘蔗蟾蜍這種特定食物,而不是對所有食物的普遍反應。
之所以選擇氯化鋰作為“調味料”,是因為它不僅鹹,而是它可以產生噁心反應。
氯化鋰在被動物攝取後,會導致胃腸不適,進而引發噁心和嘔吐反應。儘管具體的機制可能因物種而異,但通常與它在體內的代謝以及對中樞神經系統的影響有關。
在歷史上,氯化鋰曾在歷史上短暫地被用作食鹽(氯化鈉,NaCl)的替代品。在第二次世界大戰後,由於對高鈉飲食與高血壓之間的關聯逐漸被認識到,科學家開始尋找低鈉替代品來幫助控製鹽攝取量。氯化鋰當時被認為是一種可能的替代品,因為它在化學結構和味覺上與氯化鈉相似,具有鹹味。
氯化鋰結晶(圖片來源:Wikipedia)
在1940年代後期,氯化鋰被用於某些低鈉鹽產品中,主要是針對高血壓患者和需要低鈉飲食的人。然而,氯化鋰的使用很快就顯示出嚴重的副作用,也就是可能會出現噁心、嘔吐、腹瀉等胃腸道不適症狀。
由於氯化鋰的毒性反應,相關產品很快就被下架,氯化鋰作為鹽替代品的使用在1950年代初被停止。
儘管氯化鋰不再用於食品,但仍在醫學領域和動物實驗領域發揮作用,如研究裡的CTA訓練。經過CTA訓練後,尤其是在短期內,效果特別明顯。第一天的攝食率為92%,到第五天降至51%。
在整個實驗期內,鱷魚的數量保持穩定,沒有出現大規模死亡的情況。例如在一個國家公園內,甘蔗蟾蜍入侵後的最初兩年(2019年和2020年),該地區的鱷魚死亡率分別為33%和30%。而在實施CTA訓練後(2021年),死亡率急遽下降到1.5%,2022年則上升到11%。
在未經過CTA處理的對照區域,鱷魚的死亡率顯著增加。 2020年、2021年和2022年,這些區域的鱷魚死亡率分別為20%、40%和36%。簡單來說,給甘蔗蟾蜍上料這個方法是有用的,沒有鱷喜歡吃會反胃的食物。
鱷魚(圖片來源:rainforest)
不過,CTA訓練可能不是一個長久的策略。儘管CTA在短期內可以有效地讓動物避免特定食物,但這種厭惡反應在長期內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,隨著時間的推移,動物可能會逐漸恢復對厭惡食物的攝食行為,特別是在缺乏其他食物來源時。
例如,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甘蔗蟾蜍。雖然初步訓練取得了成功,貂鼠能夠避免攝食甘蔗蟾蜍,但隨著時間的推移,有些貂鼠的厭惡反應減弱,尤其是在甘蔗蟾蜍廣泛分佈的地區。當食物匱乏時,貂鼠可能會冒險重新嘗試攝食甘蔗蟾蜍,導致訓練效果減弱。
所以,想要在骨子(基因)裡刻上討厭蟾蜍的記憶,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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