Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Jedovatí ptáci

Jak pištci změnili náš pohled na původ batrachotoxinů
 |  14. 1. 2010
 |  Vesmír 89, 18, 2010/1

Na Nové Guineji žijí kromě dalších podivných tvorů (např. scinků zelenokrvek1) nebo krabožravých hadů) také jedovatí ptáci. Určitě se najdou tací, kteří o nich nikdy neslyšeli, a ani ti znalí nebudou většinou vědět, jaká je příčina tohoto jevu, v ptačí říši krajně neobvyklého. Bez zajímavosti není ani to, jak objev jedovatých ptáků ovlivnil naše znalosti o toxicitě živočichů.

Šest druhů pištců rodu Pitohui (pištcovití, Pachycephalidae) z příbuzenstva lejsčíků (Petroicidae) a modropláštníků (Maluridae) jsou endemiti Nové Guineje a přilehlých ostrůvků na západ od hlavního ostrova. Velikostí se podobají našemu kosovi, ale mají silnější zobák i nohy a jsou vesměs barevnější. Typické je pro ně červenavé opeření břicha a hrudi alespoň u jednoho pohlaví (běžný je pohlavní dimorfismus), které u druhů P. kirhocephalusP. dichrous výrazně kontrastuje s tmavě zbarvenou hlavou, křídly a ocasem. Obývají lesnaté biotopy (od primárního pralesa po plantáže a sekundární porosty), ale nároky se u jednotlivých druhů liší stejně jako preferovaná nadmořská výška (od nížin až do 2600 m n. m.). Živí se hmyzem a ovocem, některé druhy i semeny. Svou potravu loví či sbírají od podrostu po koruny stromů. Rozmnožují se různě během roku, přičemž u P. dichrousP. ferrugineus je známa hnízdní spolupráce, kdy mláďata krmí více dospělých, tedy nejen rodičovský pár.

Základní charakteristika stěží něčím zaujme, ovšem jedovatost pištců již za hlubší pozornost stojí. Pištci jsou totiž skutečně jedovatí, i když ne všechny druhy stejnou měrou. Největší koncentrace toxinů byla zjištěna u obou již zmíněných aposematicky (výstražně) zbarvených druhů P. kirhocephalusP. dichrous, zatímco u ostatních druhů je výrazně menší a někdy jen stěží zjistitelná. Kromě pištců jsou jedovatí i jejich vzdálení příbuzní, oproti nim sotva poloviční kosovci Ifrita kowaldi z novoguinejské vysočiny, kteří svým chováním připomínají naše brhlíky. Žádný z těchto ptáků však není jedovatý celý – nejjedovatější jsou jejich peří a kůže (hlavně na břichu), méně svalovina a nejméně vnitřnosti.

Ale jak se na to vůbec přišlo? Samozřejmě náhodou, jak už to u velkých objevů bývá. Domorodí Papuánci poznali už dávno podle chuti, že s těmito ptáky není něco v pořádku, a proto je nelovili a nekonzumovali, ale západním vědcům trvalo poznání déle. Teprve v roce 1990 si celé věci všiml ornitolog J. Dumbacher, když mu jeden pták, kterého vyndával ze sítě, poranil ruku a on si svědící místo olízl. Ruka ho svědila dál a přidalo se i pálení v ústech, což trvalo několik hodin. K projevům otravy dále patří znecitlivění prstů, pálení v nose a ústech, záchvaty kýchání a slzení. Že jde o jed, zjistil až Dumbacherův kolega, který se na jedné z prezentací dotkl peří. Nechali provést chemický rozbor a k svému údivu zjistili, že za to můžou batrachotoxiny, velmi silné neurotoxiny, které byly do té doby známy pouze u jihoamerických žab pralesniček rodu Phyllobates (Dendrobatidae). Batrachotoxiny jsou stereoidní alkaloidy, které depolarizují povrchové membrány nervových buněk, a tím brání šíření nervových vzruchů, což může vést až k paralýze. Celkové množství těchto jedů je i u nejjedovatějších pištců až tisíckrát menší než u pralesniček, byť stále dostatečné na usmrcení několika laboratorních myší.

Kde se vůbec u ptáků tento „žabí“ jed vzal? Jednou z možností je jeho syntéza de novo, druhou jeho příjem s potravou. Ukázalo se, že pravdivá je druhá možnost, i když jedovaté žáby na jídelníčku pištců nenajdete – už jen proto, že se na Nové Guineji kromě zavlečené ropuchy obrovské (Bufo marinus), žijící na rozdíl od pištců v nížinách, ani nevyskytují. Výzkum se zaměřil na hmyz, protože i pralesničky svůj jed získávají s potravou (v zajetí chovaní jedinci toxičtí nebyli). J. Dumbacher za pomoci domorodců zjistil, že zdrojem těchto látek jsou drobní, pestře zbarvení brouci rodu Choresine z čeledi Melyridae, kteří mají v místním jazyce stejné jméno jako jedovatí kosovci. Ani v jejich případě však nejde o původce těchto jedů, protože nemají schopnost syntetizovat stereoidní řetězce. Brouci je získávají opět nejspíš s potravou v podobě rostlinných fytosterolů, které pak sami, či spíše za pomoci ještě neurčených symbiontů, mění na batrachotoxiny. Z ptačí potravy se tyto toxiny dostanou až do kostrční žlázy, odkud se vyloučí spolu s dalšími sekrety a dostanou se až na místo určení – na kůži a peří. Brouci nemusí být jediným zdrojem batrachotoxinů, i když jde zatím o jediné bezobratlé, u nichž byly tyto jedy nalezeny a které zároveň ptáci požírají. Jed mohou obsahovat i další druhy z jejich široké potravní základny, ale téměř určitě jej nezískávají přímo z rostlin. Drobnější kosovci jsou totiž skoro výhradně hmyzožraví.

K čemu pištcům a kosovci jejich jedovatost slouží? Základní teorie jsou dvě. Buď může jít o ochranu před predátory, nebo o obranu proti ektoparazitům. Aposematické zbarvení jedovatějších pištců ukazuje podle J. Dumbachera na první možnost, ale obě teorie se vzájemně nevylučují. Lidé, ale možná i někteří draví ptáci nebo hadi, se naučili tyto jedovaté ptáky nelovit, protože jim prostě nechutnají a kontakt s nimi jim působí problémy. Na druhou stranu se v pokusech na vších ukázalo, že homobatrachotoxin, jeden z jedů přítomných ve směsi batrachotoxinů, působí negativně i na ně. Pokud mohou, dávají přednost méně toxickému peří. O tom, které z uvedených vysvětlení je blíže skutečnosti, se však ještě diskutuje.

Co všechno jsme se tedy v důsledku objevu jedovatosti pištců dověděli? Ani ptáci nejsou mezi obratlovci výjimkou a najdeme mezi nimi jedovaté druhy. Batrachotoxiny nejsou jedy vlastní jen žábám, vyskytují se u více živočichů. Potvrdilo se, že tento jed si obratlovci nevytvářejí, ale přijímají ho s potravou. Byl nalezen jeden ze zdrojů: broučci rodu Choresine, jejichž jihoameričtí příbuzní jsou nejspíš odpovědní za jedovatost pralesniček. Opět se ukázalo, že má smysl naslouchat tradičním znalostem domorodců. Víme více i o tom, k čemu tyto jedy ptákům slouží. Otázkou ještě zůstává, proč se někteří ptáci nebo žáby při požírání toxické potravy neotráví. A za zamyšlení stojí i to, k čemu je jedovatost broukům, když je minimálně pištci bez problémů sežerou.

Zcela nový pohled pak na celou věc přináší nejnovější práce, zaměřená na fylogenezi pištců. Ti se jeví jako parafyletická skupina, u níž se jedovatost vyvinula několikrát nezávisle. A vzhledem k fylogenetické vzdálenosti jednotlivých linií se zdá, že alespoň jakési vlohy k jedovatosti může mít asi 700 dalších druhů ptáků, mezi nimi i naše žluva hajní, která má k nejjedovatějším pištcům poměrně blízko. Na potvrzení této hypotézy si však budeme muset ještě počkat.

Literatura

J. P. Dumbacher, B. M. Beehler, T. F. Spande, H. M. Garraffo, J. W. Daly: Homobatrachotoxin in the genus Pitohui: Chemical defense in birds? Science 258, 799–801, 1992

J. P. Dumbacher: Evolution of toxicity in Pithuis: I. Effects of homobatrachotoxin on chewing lice (order Phthiraptera), The Auk 116 (4), 957–963, 1999

J. P. Dumbacher, T. F. Spande, J. W. Daly: Batrachotoxin alcaloids from passerine birds: A second toxic bird genus (Ifrita kowaldi) from New Guinea, PNAS 97 (24), 2000

J. P. Dumbacher, A. Wako, S. R. Derrickson, A. Samuelson, T. F. Spande, J. W. Daly: Melyrid beatle (Choresine): A putative source for the batrachotoxin alkoloids found in poison-dart frogs and toxic passerine birds, PNAS 101 (45), 2004

J. P. Dumbacher, K. Deiner, L. Thompson, R. C. Fleischer: Phylogeny of the avian genus Pitohui and the evolution of the toxicity in birds, Mol. Phylogenet. Evol. 49 (3), 774–781, 2008

K. A. Jonsson, R. C. K. Bowie, J. A. Norman, L. Christidis, J. Fjeldsa: Polyphyletic origin of toxic Pitohui birds suggests widespread occurence of toxicity in corvoid birds, Biol. Lett. 4 (1), 71–74, 2008

Poznámky

1) Vesmír 88, 318, 2009/5.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Zoologie

O autorovi

Antonín Krása

Mgr. Antonín Krása (*1977) vystudoval ekotoxikologii na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně. V roce 2004 pracoval v týmu Vojtěcha Novotného na Nové Guineji, nyní se v AOPK ČR zabývá druhovou ochranou bezobratlých, obojživelníků a plazů.

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné