毒药变暖 气候变化可能会伤害动物生活在有毒植物上的能力

犹他州大学的实验室实验发现，当气温变暖时，蝾螈的正常饮食中含有的有毒杂酚油的能力降低 - 这表明全球变暖可能会伤害食用植物的动物。“这项研究增加了我们对气候变化如何影响哺乳动物的理解，因为它们消耗饮食毒素的能力受到温度升高的影响，”生物学家Denise Dearing说，该研究的高级作者1月13日在英国期刊Proceedings上发表英国皇家学会学报B。“这种现象将导致动物改变他们的饮食，减少他们吃的植物材料的数量，迁移到较凉爽的栖息地或在当地灭绝，”该大学的杰出教授和生物学主席迪林说。

这项新研究的第一作者，生物学博士生Patrice Kurnath说：“我们发现沙漠蝾螈在温度略高的温度下吃自然饮食的时间更为艰难。就气候变化而言，这项研究表明，植物食用动物遍布全世界可能在处理他们喜欢的食物来源时遇到问题。“

虽然并非所有的动物饮食都像木本植物和其他啮齿动物一样有毒，如吃杂酚油灌木或杜松，但大多数哺乳动物在饮食中都会摄入一些毒素。在一场持续的进化战中，植物进化出化学防御，防止被吃掉，动物进化出肝酶或其他方法来克服或避免植物毒素。

迪林指出，“超过40%的现有哺乳动物只吃植物”，还有更多吃一些植物。“大多数植物都会产生毒素，因此大多数吃植物的哺乳动物都会吃有毒化合物，随着气候变暖，这可能会变得更加困难，”她补充道。她说，鸟类也可能受到影响。

Kurnath说含有有毒植物的动物的动物包括兔子，鼠兔，土拨鼠，负鼠，鹿，驼鹿，麋鹿，大角羊和家养的绵羊，马，甚至奶牛。“任何自由放养的家畜都将面临毒素植物，”她说。

先前的研究表明，哺乳动物摄入的植物化学物质在温暖的温度下会变得更加有毒。这项新的研究表明，温度如何影响沙漠蝾螈(Neotoma lepida) - 也称为包装大鼠 - 能够耐受杂酚油灌木中的有毒树脂，这种树脂占其正常饮食的四分之三。杂酚油树脂含有数百种有毒化合物，而木本植物的生活量可以杀死或引起其他实验室啮齿动物的肾囊肿。

Kurnath和Dearing与毕业的Natalie Merz大学一起完成了这项研究。该研究由美国国家科学基金会，美国哺乳动物学会和综合与比较生物学学会资助。

早期研究发现了什么

Kurnath说，早些时候的证据表明温度升高使植物毒药毒性更大包括药理学研究，显示实验室大鼠在注射外来化合物后更高温度下死亡。农业研究表明，在较高的温度下，因食用含有真菌的草而导致羊茅中毒的奶牛更容易病情加重，减肥，停止产奶，并且比生活在较凉温度的感染奶牛产生不健康的牛。

至于沙漠蝾螈，Kurnath进行了一项早期研究，显示在较温暖的温度下，他们已经减少了肝功能来处理毒素。将包装大鼠麻醉，并且较温暖的大鼠比较冷的木材睡得更久，表明后者更快地处理麻醉剂。

另外两项研究表明，白喉蝾螈在温度较低的温度下比温暖的温度下吃毒杜松毒性更强，而正常杜松饮食的蝾螈可以比吃竹笋的炖菜更容易维持体温 - 这表明当肝脏更加努力工作时为了在较冷的温度下分解毒素，它需要较少的提升来保持身体温暖。

实验：温暖限制了大鼠吃毒的量

在这项新研究中，研究人员对生活在温度控制实验室和“代谢笼”中的沙漠蝾螈进行了两项实验，以便测量其食物和水的摄入量，尿液和粪便。Kurnath说，woodrats重约三到五盎司，是“仓鼠大小 - 可能是肥胖的仓鼠”。

在两个实验中，将woodrats喂食用从杂酚油灌木中提取的有毒杂酚油树脂处理的商业兔饲料。在得到犹他州西南部莫哈韦沙漠的批准后，收集了woodrats和杂酚油叶。

以前的研究发现，从山羊到考拉，负鼠和蝾螈的哺乳动物减少了进食，以避免过多的植物毒素。第一个实验确定了生活在温暖和凉爽温度下的沙漠蝾螈的最大杂酚油量。

在实验中的16个woodrats中，7个生活在温暖的温度(大约82华氏度)，9个生活在夜间沙漠居民的凉爽温度(大约72华氏度)。在实验开始之前，woodrats适应这些温度两到三周。条件不是热应激，意味着大鼠容易维持正常的体温。

允许大鼠随意吃兔子和饮用水，而科学家们在实验的第一天慢慢地将兔子食物中的杂酚油浓度从没有增加到21天后的12%。Woodrats不允许死亡，但如果他们失去了10%的体重，就会被从实验中移除。

结果：在温暖的温度下，woodrats总体上吃的食物较少，并且在凉爽的温度下只能吃三分之二的木薯树脂。

第二个实验使用了30个woodrats：10个温度(约84华氏度)，“室温”(77华氏度)和凉爽(约70华氏​​度)温度。所有人都有无限的兔子食物和水，但这次他们喂了相同数量的杂酚油树脂 - 每天大约八分之一盎司 - 持续10天。

如果伍德拉特的体重减轻了10%以上，他们就会被从实验中移除。研究人员测量了实验中三种温度下啮齿动物的持续时间。

到实验的第五天，10个woodrats中只有3个保留在温暖组中，10个中的6个保持在室温组中，并且所有10个保持在冷却组中。结果在第10天更加引人注目：温暖组中的10只woodrats中没有一只留在实验中，只有一个室温组中的woodrats仍然存在，但是酷组中的10只啮齿动物中的10只仍然是在实验中因为没有一个人体重下降超过10%。

此外，即使所有三组都吃相同数量的杂酚油，较冷的老鼠在室温和较温暖的温度下吃的食物比woodrats多三倍。

由于woodrats生活在凉爽，室温或温暖的温度下，生物学家们预计杂酚油的耐受性会逐渐降低。相反，他们发现在凉爽的温度下的woodrats可以忍受有毒的饮食，但那些在室温和温暖的温度下却没有。“这是一个巨大的惊喜，”Kurnath说。“我们预计温度会逐渐变暖，但可能会出现临界温度。”

迪林补充说：“似乎有一个阈值，哺乳动物吃毒素变得非常困难。我们已经确定了这个阈值[第二个实验中77华氏度]。随着气候变化，它们将花费更多时间在上面温度阈值，对他们来说会更难。“

研究人员表示，在较温暖的温度下，毒素的肝脏处理可能会减少，因为蝾螈必须投入更多的能量来调节体温。“在较温暖的温度下，炖菜更难以消耗有毒饮食的机制可能并不仅限于蝾螈，一般适用于食用植物的哺乳动物，”迪林说。“随着气候变暖，食草动物可能面临更多限制菜单的选择。”