Så blir fåglar giftiga

Sommaren 1989 fick zoologidoktoranden John Dumbacher vid University of Chicago i USA följa med sin handledare till Papua-Nya Guinea. Hans roll var att hjälpa till att fånga in och studera paradisfåglar i nationalparken Varirata.

Av och till fastnade även andra fåglar i fångstnäten, däribland flera olika arter av släktet Pitohui. Dessa fåglar uppträder aggressivt när de fastnar i nät, och en gång när de fångat en svarthuvad pitohui (Pitohui dichrous, eng. hooded pitohui; bild 3), klöste den John på handen så att det började blöda. När han förde handen till munnen för att slicka upp blodet, kände han hur läpparna domnade och hur en kraftig sveda uppstod i munregionen. Han antog att fågeln hade varit i kontakt med någon giftig växt i området.

Vid lägerelden på kvällen berättade John vad som hänt, och det visade sig att ett par av kollegerna haft liknande upplevelser. Någon hade till exempel nyst onormalt mycket när hon skulle ta ut en Pitohui ur nätet. Eftersom ingen av de närvarande visste något särskilt om floran i området, enades de om att en giftig växt var den mest sannolika orsaken.

Väl tillbaka i Chicago fick John Dumbacher av en händelse reda på att Pitohui-fåglarna anses oätliga av urinvånarna på Nya Guinea om inte skinnet tas bort och köttet tillagas på ett speciellt sätt. Han började misstänka att fåglarna utsöndrar ett gift av något slag.

Så fort forskarlaget var tillbaka på Nya Guinea nästa sommar och hade fångat en Pitohui, slickade John på fjäderdräkten – och domningskänslan kom omedelbart tillbaka. Efter sommaren tog forskarlaget med sig skinn, muskler och inälvor från tre olika arter hem till USA. Efter två års arbete fann kemister vid National Institutes of Health att djuren innehåller ett mycket ovanligt men kraftfullt nervgift som heter homobatrachotoxin (HBTX). Den första vetenskapliga upptäckten av en giftig fågel var därmed ett faktum!

Finns bara på Nya Guinea

Fåglar av släktet Pitohui är vanliga på Nya Guinea men finns bara där. De tillhör familjen trastar, men till skillnad från trastarna i Sverige har de flesta Pitohui-arter vackra kontrasterande färger. De är allätare, och den kraftiga näbben lämpar sig bra både för att söka efter insekter och för att äta frukt.

De tre arter som utsöndrar giftet HBTX är ovan nämnda svarthuvad pitohui som är minst av de tre, variabel pitohui (P. kirhocephalus) där olika individer kan vara färgade på olika sätt, samt rostfärgad pitohui (P. ferrugineus). Köttet av alla tre arterna luktar mycket illa, men det är inte HBTX som ger denna effekt eftersom giftet är luktfritt.

HBTX tillhör klassen batrachotoxiner. Som det grekiska ordet batrachos (groda) antyder, upptäcktes batrachotoxiner först hos en familj grodor i Sydamerika. Året var 1970 när denna sällsynta ämnesgrupp påträffades hos fem grodarter.

Hos grodorna lagras giftet i blåsor i skinnet och släpps ut när de angrips av rovdjur. Giftet har länge använts till blåsrörens pilar av indianer i Sydamerika, och dessa grodor kallas därför pilgiftsgrodor.

Batrachotoxiner är bland de allra mest toxiska av alla gifter vi känner till som inte är proteiner, till exempel över hundra gånger giftigare än stryknin!

HBTX åstadkommer sin effekt genom att binda till natriumpumpar på nerv- och muskelcellernas yttre cellmembran. Det gör att den normala stängningen av natriumkanalerna förhindras. Hos en nervcell medför det massiva inflödet av natriumjoner att den inte längre kan föra elektriska impulser vidare, och för en muskelcell betyder inflödet att muskeln fastnar i ett aktiverat, sammandraget stadium.

Genom att använda HBTX i forskning har man fått ovärderlig ny kunskap om hur natriumkanaler fungerar. Hur fåglarnas egna muskler och nervceller kan motstå giftet vet vi ännu inte, men hos grodorna har cellernas bindningsställe för batrachotoxiner på något sätt slutat att fungera.

Varför gift?

Att många fågelarter har färggranna fjäderdräkter har länge setts som ett sätt att locka individer av det motsatta könet. Men eftersom giftiga arter från andra djurgrupper, exempelvis pilgiftsgrodorna, ofta har bjärta färger, kanske vi nu måste omvärdera varför vissa fågelarter har uppseendeväckande färg. Det är ett rimligt antagande att också Pitohui-fåglarnas vackra färger är ett sätt att meddela rovdjur som hökar och ormar att de är oätbara. Det som händer vid en attack är att rovdjuret genast känner effekten av giftet och spottar ut det giftiga bytet. Rovdjuret minns sedan de skarpa färgerna och lämnar andra individer av den giftiga arten i fred.

Men kemiskt skydd kan även rikta sig mot mikroorganismer och parasiter. En alternativ hypotes är därför att Pitohui-fåglarnas gift skyddar mot fästingar och andra parasiter som sitter på huden. Forskning har visat att parasiter hos fåglar inte bara kräver dyrbar tid och energi, utan även minskar antalet ungar som når vuxen ålder. Om därför en mutation leder till högre motståndskraft mot parasiter, kommer det naturliga urvalet att gynna den nya egenskapen. Forskarlaget på Nya Guinea fann mycket riktigt att släktet Pitohui har betydligt färre fästingar än andra fågelarter på ön, så ännu kan vi inte helt säkert säga vilken av rovdjursteorin och parasitteorin – eller båda – som bäst förklarar giftet hos Pitohui.

Hur har det uppkommit?

Den svåra och långdragna analysen av de fåglar som John Dumbacher och hans kolleger tog med sig hem från Nya Guinea efter sommaren 1989 gjordes av en kemist vid namn John Daly. Denne hade ett par årtionden tidigare arbetat med de gifter som bildas hos groddjur, och han var den person som upptäckte batrachotoxiner hos pilgiftsgrodorna år 1970. John Daly och hans medarbetare fann att koncentrationen av giftet varierar mellan fågelarterna. Mest giftig är svarthuvad pitohui, där en vuxen individ på 65 gram innehåller 15-20 mikrogram (miljondels gram) HBTX i skinnet, ytterligare 2-3 mikrogram i fjädrarna och mindre än 1 mikrogram i andra vävnader.

Detta är inte särskilt mycket i jämförelse med pilgiftsgrodorna. Den giftigaste grodan är den colombianska Phyllobates terribilis, vars skinn innehåller runt 1 000 mikrogram HBTX och som dessutom är mycket mindre än någon av Pitohui-arterna.

Det är märkligt att giftet har utvecklats i två så avlägset besläktade djurgrupper på två så geografiskt avskilda platser på jorden. Frågan är därför om fåglarna och grodorna verkligen kan tillverka HBTX själva eller om de får i sig ämnet via födan. Givet den komplicerade strukturen hos HBTX är det troligast att giftet, eller byggstenar till det, antingen finns i något de äter eller kommer från en mikroorganism som lever inuti djuren.

Man har länge vetat att pilgiftsgrodor i fångenskap inte är giftiga, och det har därför blivit uppenbart att de inte tillverkar giftet själva utan får det tillfört på något sätt. Detta satte i gång en jakt på möjliga källor, och för något år sedan upptäcktes att pilgiftsgrodorna troligen får i sig byggstenar till HBTX genom att äta myror, fruktflugor och termiter.

Skalbagge är giftkällan

John Dumbacher, som numera är forskare vid California Academy of Sciences i San Francisco, har i mer än tio år letat efter något i miljön på Nya Guinea som kan bidra med HBTX till fåglarna. Han har följt upp flera spår som med tiden visat sig felaktiga, men så sent som i november 2004 kunde han och hans medarbetare publicera en vetenskaplig artikel där de pekade ut en liten skalbagge av det föga studerade släktet Choresina som sannolik gift-källa. Skalbaggen, bara 7 millimeter lång, lever i samma områden som Pitohui-fåglarna och har små mängder HBTX i sina kroppar. Ännu har man inte sett någon Pitohui i vilt tillstånd äta en Choresina-skalbagge av den aktuella arten, men man har hittat en nära besläktad (men ogiftig) skalbagge i en Pitohui-mage.

Att bland de tusentals och åter tusentals olika insektsarter som finns på Nya Guinea kunna hitta en art som innehåller det extremt ovanliga ämnet HBTX kan synas vara något av en forskarbragd. Och visst är det en prestation, men den bygger helt och fullt på att Dumbacher sedan flera år bett lokalinvånarna tipsa om tänkbara giftkällor. Den aktuella Choresina-skalbaggen hittades av invånarna i en avlägsen by, där man till och med har ett särskilt namn på det lilla krypet som anger dess obehagliga effekter.

Efter upptäckten av skalbaggen har det kunnat konstateras att den har släktingar i Sydamerika, så det är fullt möjligt att också grodorna äter dessa små skalbaggar. I vad mån de sydamerikanska skalbaggarna innehåller HBTX eller byggstenar till HBTX är dock ännu inte känt.

Också en annan giftig fågel på Nya Guinea upptäcktes nyligen genom urinvånarnas kunskap om regnskogen. En tysk zoolog visade dem en bok med olika fågelarter där den giftiga Pitohui fanns avbildad. Döm om hans förvåning när byborna pekade på en annan fågelart på samma sida, blåhättad ifrita (Ifrita kowaldi), och sa att också den är giftig. Mycket riktigt visade den påföljande kemiska analysen att blåhättad ifrita innehåller HBTX, även om mängden är något mindre än hos svarthuvad pitohui.

Det är fascinerande att ett kraftfullt gift i ett så pass stort djur som en fågel kunde undgå vetenskapens ögon ända fram till 1990-talet. Eller som John Dumbacher uttrycker det: ”Vi kommer kanske att finna mängder av giftiga fåglar, ingen har ju letat efter dem. Jag har funderat på att slicka på andra fåglar.”