為了讓鱷魚不吃蛤蟆，科學(xué)家給蛤蟆上了點“料”

出品：科普中國

作者：蘇澄宇（科普創(chuàng)作者）

監(jiān)制：中國科普博覽

編者按：為解碼生命科學(xué)最新奧秘，科普中國前沿科技項目推出“生命新知”系列文章，從獨特的視角，解讀生命現(xiàn)象，揭示生物奧秘。讓我們深入生命世界，探索無限可能。

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尸體垂涎欲滴。殊不知，這是科學(xué)家故意設(shè)下的誘餌。而且這還是一只加了料的蟾蜍，咸口的。這不是一般的咸味“調(diào)料”，是可以讓鱷魚惡心的“調(diào)料”。

“誘餌”

（圖片來源：參考文獻1）

為什么科學(xué)家要這么做？有什么意義呢？

這一切都得從八十多年前說起。1935年，102只蔗蟾蜍從夏威夷被引入昆士蘭州的甘蔗種植區(qū)，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：Wikipedia）

蔗蟾蜍在新的環(huán)境中迅速繁殖并擴散。它們適應(yīng)了澳大利亞的氣候和環(huán)境，開始迅速占領(lǐng)新的棲息地。由于沒有天敵和競爭者，這些蟾蜍的數(shù)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，蔗蟾蜍對澳大利亞本土的無脊椎動物、兩棲動物、爬行動物和小型哺乳動物造成了巨大威脅。它們競爭食物資源，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，對許多澳大利亞本土捕食者是致命的。

20世紀90年代，蔗蟾蜍的擴散范圍逐漸向北延伸，接近北領(lǐng)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(tǒng)，鱷魚棲息地首次出現(xiàn)因攝食蔗蟾蜍而中毒死亡的事件。此時，淡水鱷魚種群的死亡率開始上升。河面上經(jīng)常會漂浮著翻著肚皮的鱷魚尸體。

鱷魚尸體

（圖片來源：ABC）

（圖片來源：參考文獻2）

在剖開鱷魚的尸體后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們的胃里還殘余著最后的晚餐：蟾蜍肉。蟾蜍毒素的作用是通過影響動物的心臟和神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致心搏驟?；蛏窠?jīng)失調(diào)。

為什么有毒還要吃？因為這種毒素并不像辣椒素等刺激性物質(zhì)，會在入口時立即引發(fā)強烈的不適或疼痛感，所以一般鱷魚不會有什么忌口。

而且鱷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(xùn)練

為了減少鱷魚的死亡，避免吃到有毒的蟾蜍?？茖W(xué)家想到了一個辦法：給蟾蜍加料，讓它變難吃。這種實驗在專業(yè)上被稱為條件味覺厭惡訓(xùn)練（CTA），是一種基于經(jīng)典條件反射的學(xué)習(xí)方法，用于讓動物在攝食某種食物后，通過體驗不愉快的身體反應(yīng)（如惡心、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(xué)家開始在澳大利亞西北部的金伯利地區(qū)進行一項為期3年的研究，那里有北澳大利亞最大的淡水捕食者：澳洲淡水鱷（Crocodylus johnstoni）。

研究團隊在澳大利亞西北部的四個峽谷系統(tǒng)中部署了2395個誘餌點，在每個誘餌點，設(shè)置了兩個金屬樁，并在樁之間懸掛誘餌。誘餌有兩種，一種是實驗組，即處理過的蟾蜍尸體，這些蟾蜍被去除了毒素，并注入了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(yīng)是否特異于蔗蟾蜍。如果鱷魚對雞脖子沒有表現(xiàn)出厭惡反應(yīng)，而僅對蔗蟾蜍表現(xiàn)出厭惡反應(yīng)，這說明CTA訓(xùn)練是成功的，并且鱷魚的厭惡反應(yīng)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(yīng)。

之所以選擇氯化鋰作為“調(diào)味料”，是因為它不僅咸，而是它可以產(chǎn)生惡心反應(yīng)。氯化鋰在被動物攝入后，會導(dǎo)致胃腸不適，進而引發(fā)惡心和嘔吐反應(yīng)。盡管具體的機制可能因物種而異，但通常與它在體內(nèi)的代謝以及對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響有關(guān)。

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(zhàn)后，由于對高鈉飲食與高血壓之間的關(guān)聯(lián)逐漸被認識到，科學(xué)家開始尋找低鈉替代品來幫助控制鹽攝入量。氯化鋰當(dāng)時被認為是一種可能的替代品，因為它在化學(xué)結(jié)構(gòu)和味覺上與氯化鈉相似，具有咸味。

氯化鋰結(jié)晶

（圖片來源：Wikipedia）

在20世紀40年代后期，氯化鋰被用于某些低鈉鹽產(chǎn)品中，主要是針對高血壓患者和需要低鈉飲食的人群。然而，氯化鋰的使用很快顯示出嚴重的副作用，也就是可能會出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹瀉等胃腸道不適癥狀。

由于氯化鋰的毒性反應(yīng)，相關(guān)產(chǎn)品很快就被下架，氯化鋰作為鹽替代品的使用在20世紀50年代初被停止。盡管氯化鋰不再用于食品，但其仍在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和動物實驗領(lǐng)域發(fā)揮作用，如研究里的CTA訓(xùn)練。經(jīng)過CTA訓(xùn)練后，尤其是在短期內(nèi)，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(nèi)，鱷魚的數(shù)量保持穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)大規(guī)模死亡的情況。比如在一個國家公園內(nèi)，蔗蟾蜍入侵后的最初兩年（2019年和2020年），該地區(qū)的鱷魚死亡率分別為33%和30%。而在實施CTA訓(xùn)練后（2021年），死亡率急劇下降到1.5%，2022年則上升到11%。

在未經(jīng)過CTA處理的對照區(qū)域，鱷魚的死亡率顯著增加。2020年、2021年和2022年，這些區(qū)域的鱷魚死亡率分別為20%、40%和36%。簡單來說，給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(xùn)練可能不是一個長久的策略。盡管CTA在短期內(nèi)可以有效地讓動物避免特定食物，但這種厭惡反應(yīng)在長期內(nèi)是否能夠持續(xù)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(fù)對厭惡食物的攝食行為，特別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(xùn)練北方貂鼠避免攝食有毒的蔗蟾蜍。雖然初步訓(xùn)練取得了成功，貂鼠能夠避免攝食蔗蟾蜍，但隨著時間的推移，有些貂鼠的厭惡反應(yīng)減弱，尤其是在蔗蟾蜍廣泛分布的地區(qū)。當(dāng)食物匱乏時，貂鼠可能會冒險重新嘗試攝食蔗蟾蜍，導(dǎo)致訓(xùn)練效果減弱。

所以，想要在骨子（基因）里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：

[1]Ward-Fear G, Bruny M, Rangers B, et al. Taste aversion training can educate free-ranging crocodiles against toxic invaders[J]. Proceedings of the Royal Society B, 2024, 291(2028): 20232507.

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