Zoofarmakognozja - Zoopharmacognosy
Zoofarmakognozja to zachowanie, w którym zwierzęta pozornie same leczą się przez wybieranie i spożywanie lub miejscowe stosowanie roślin , gleby , owadów i leków psychoaktywnych w celu zapobiegania lub zmniejszania szkodliwych skutków patogenów i toksyn. Termin pochodzi od greckich korzeni zoo („zwierzę”), pharmacon („lek, lekarstwo”) i gnosy („wiedza”).
Przykład zoofarmakogonii występuje, gdy psy jedzą trawę w celu wywołania wymiotów. Jednak zachowanie jest bardziej zróżnicowane. Zwierzęta spożywają lub stosują produkty nieżywnościowe, takie jak glina , węgiel drzewny, a nawet toksyczne rośliny i bezkręgowce, najwyraźniej w celu zapobiegania inwazji pasożytniczej lub zatruciu .
To, czy zwierzęta naprawdę samoleczą, pozostaje dość kontrowersyjnym tematem, ponieważ wczesne dowody są w większości poszlakowe lub anegdotyczne; jednak w nowszych badaniach przyjęto podejście eksperymentalne, oparte na hipotezach.
Metody samoleczenia zwierząt są różne, ale można je sklasyfikować według funkcji profilaktycznej (zapobiegawczej, przed infekcją lub zatruciem) lub terapeutycznej (po infekcji, w celu zwalczania patogenu lub zatrucia). Uważa się, że zachowanie to ma szerokie znaczenie adaptacyjne.
Historia i etymologia
W 1978 r. Janzen zasugerował, że kręgowce roślinożerne mogą skorzystać z leczniczych metabolitów wtórnych w pokarmie roślinnym.
W 1993 r. ukuto termin „zoofarmakognozja”, wywodzący się z greckich korzeni zoo („zwierzę”), pharma („lek”) i gnosy („wiedza”). Termin ten zyskał popularność w pracach akademickich oraz w książce Cindy Engel zatytułowanej Dzikie zdrowie: Jak zwierzęta trzymają się dobrze i czego możemy się od nich nauczyć .
Mechanizmy
Działanie przeciwpasożytnicze zoofarmakogonii może wystąpić w co najmniej dwóch mechanizmach. Po pierwsze, spożyty materiał może mieć farmakologiczne właściwości przeciwpasożytnicze, tak że fitochemikalia zmniejszają zdolność robaków do przyczepiania się do wyściółki śluzówki jelit lub chemotaksja przyciąga robaki do fałdów liści. Wiele roślin spożywanych podczas rzekomej zoofarmakgnozji ma stałą właściwość fizyczną, np. szorstka powierzchnia liści ma wiele haczykowatych i kolczastych włosków. Tak więc pasożyty mogą przyczepić się do szczeciniastej powierzchni lub chropowata struktura może funkcjonować jako zgrzytliwy czop, usuwając pasożyty z jelit. Drugim możliwym sposobem działania jest to, że materiał może inicjować odpowiedź przeczyszczającą przewodu pokarmowego poprzez szybkie wywoływanie biegunki. To znacznie skraca czas pasażu jelitowego, powoduje wydalanie robaków i przerywa cykl życiowy pasożytów. Ten lub podobny mechanizm może wyjaśniać niestrawioną trawę w odchodach różnych zwierząt, takich jak ptaki, mięsożercy i naczelne.
Metody samoleczenia
Niektóre zwierzęta spożywają lub aplikują substancję, gdy wydają się być zdrowe, co sugeruje, że zachowanie ma charakter zapobiegawczy lub profilaktyczny . W innych przypadkach zwierzęta połykają lub aplikują substancję, gdy są chore, co sugeruje, że zachowanie ma charakter terapeutyczny lub leczniczy . Istnieją trzy metody samoleczenia, a mianowicie przyjmowanie, wchłanianie lub stosowanie miejscowe.
Absorpcja i adsorpcja
Połykanie całych liści przez małpy bez żucia zaobserwowano w przypadku ponad 40 gatunków roślin.
Dzikie szympansy czasami szukają całych liści rośliny Aspilia . Zawierają one thiarubrine-a, a chemiczne aktywne wobec jelitowych nicieni pasożytów, jednak szybko zepsuty przez żołądek. Szympansy zbierają liście Aspilii i zamiast je żuć, toczą je w ustach, czasami nawet przez 25 sekund. Następnie połykają całe liście przypominające kapsułki. Aż 15 do 35 liści Aspilia może być użytych w każdym ataku tego zachowania, szczególnie w porze deszczowej, kiedy występuje wiele larw pasożytniczych, co prowadzi do zwiększonego ryzyka infekcji.
Bonobo czasami połykają nie przeżute paski łodyg ( Manniophyton fulvum ). Pomimo tego, że roślina jest dostępna w dużych ilościach przez cały rok, M. fulvum jest spożywana tylko w określonych porach, w niewielkich ilościach i przez niewielki odsetek bonobo w każdej grupie.
Przyjmowanie pokarmu
Wiele przykładów zoofarmakognozji obejmuje przyjmowanie przez zwierzę substancji o (potencjalnych) właściwościach leczniczych.
Ptaki
Wiele gatunków papug w obu Amerykach, Afryce i Papui Nowej Gwinei spożywa kaolin lub glinkę , które zarówno uwalniają minerały, jak i pochłaniają toksyczne związki z jelit . Dropie zjadają chrząszcze pęcherzowe z rodzaju Meloe, aby zmniejszyć obciążenie pasożytami w układzie pokarmowym; kantarydyna , toksyczny związek w chrząszczach bąbelkowych, może zabić dropia, jeśli zostanie połkniętych zbyt wiele chrząszczy. Dropie mogą zjadać toksyczne chrząszcze pęcherzowe z rodzaju Meloe, aby zwiększyć podniecenie seksualne samców.
Bezkręgowce
Gąsienice niedźwiedzia włochatego ( Grammia incorrupta ) są czasami śmiertelnie pasożytowane przez tachinidy . Gąsienice żywią się toksynami roślinnymi zwanymi alkaloidami pirolizydynowymi , które poprawiają przeżywalność poprzez nadawanie odporności na muchy. Co najważniejsze, spasożytowane gąsienice są bardziej skłonne niż nie pasożytowane gąsienice do specyficznego przyjmowania dużych ilości alkaloidów pirolizydynowych, a nadmierne spożywanie tych toksyn zmniejsza przeżycie nie pasożytowanych gąsienic. Wszystkie te trzy odkrycia są zgodne z teorią plastyczności adaptacyjnej.
Hornworm tytoniu wdycha nikotyny , co zmniejsza wzrost kolonii i toksyczność Bacillus thuringiensis , co prowadzi do zwiększonej przeżywalności hornworm.
mrówki
Mrówki zakażone grzybem Beauveria bassiana selektywnie konsumują szkodliwe substancje (reaktywne formy tlenu, ROS) pod wpływem patogenu grzybowego, ale unikają ich w przypadku braku infekcji.
Ssaki
Wielkie małpy często zjadają rośliny, które nie mają wartości odżywczych, ale mają korzystny wpływ na kwasowość jelit lub zwalczają infekcje pasożytnicze jelit.
Szympansy czasami wybierają do żucia gorzkie liście. Infekcja pasożytnicza wyraźnie spada po żuciu przez szympansy liści miąższu ( Vernonia amygdalina ), które mają działanie przeciwpasożytnicze na schistosoma , plasmodium i Leishmania . Szympansy nie spożywają tej rośliny regularnie, ale kiedy ją zjadają, często jest ona w niewielkich ilościach przez osoby, które wydają się chore. Jane Goodall była świadkiem, jak szympansy zjadały określone krzaki, najwyraźniej po to, by zwymiotować. Istnieją doniesienia, że szympansy połykają całe liście określonych roślin o liściach szorstkich, takich jak Aneilema aequinoctiale ; usuwają one pasożytnicze robaki z ich jelit.
Szympansy czasami zjadają liście rośliny zielnej Desmodium gangeticum . Niestrawione, nie przeżute liście odzyskano w 4% próbek kału dzikich szympansów, a kępy ostrokrawędzistych liści traw w 2%. Liście mają szorstką powierzchnię lub ostre krawędzie, a fakt, że nie były przeżuwane i wydalane w całości, wskazuje na to, że nie były spożywane w celach żywieniowych. Co więcej, to połykanie liści było ograniczone do pory deszczowej, kiedy ponowne infekcje pasożytami są częstsze, a pasożytnicze robaki ( Oesophagostomum stephanostomum ) znaleziono razem z liśćmi.
Szympansy , bonobo i goryle jedzą owoce Aframomum angustifolium . Testy laboratoryjne homogenizowanych ekstraktów z owoców i nasion wykazują znaczną aktywność przeciwdrobnoustrojową . Ilustrując wiedzę medyczną niektórych gatunków, małpy człekokształtne zaobserwowano, że wybierają konkretną część rośliny leczniczej, odrywając liście i łamiąc łodygę w celu wyssania soku.
Pawiany Anubis ( Papio anubis ) i pawiany hamadryas ( Papio hamadryas ) w Etiopii wykorzystują owoce i liście Balanites aegyptiaca do zwalczania schistosomatozy . Jej owoce zawierają diosgeninę , prekursor hormonu, który prawdopodobnie hamuje rozwój schistosomów.
Słonie afrykańskie ( Loxodonta africana ) najwyraźniej same leczą się w celu wywołania porodu poprzez żucie liści określonego drzewa z rodziny Boraginaceae ; W tym samym celu z tego drzewa kenijskie kobiety zaparzają herbatę.
Biały nosem coatis ( Nasua narica ) Panama się żywicę mentol, perfumowany ze świeżo skrobakami kory Trattinnickia aspera ( Burseraceae ) i energicznie natrzeć na własnej futer lub w przypadku innych coatis ewentualnie do zabijania pasożytów zewnętrznych , takich jak pchły, kleszcze, i wszy, jak również gryzące owady, takie jak komary; żywica zawiera triterpeny α- i β-amyrynę, pochodną eudesmanu β-selinen oraz lakton seskwiterpenowy 8β-hydroksyasterolid.
Koty i psy domowe często wybierają i zjadają materiał roślinny, najwyraźniej w celu wywołania wymiotów.
Dziki indyjskie selektywnie wykopują i zjadają korzenie szarłatu, których ludzie używają jako środka przeciwrobaczego . Meksykański folklor wskazuje, że świnie jedzą korzenie granatu, ponieważ zawierają alkaloid, który jest toksyczny dla tasiemców.
Badanie na owcach domowych ( Ovis aries ) dostarczyło wyraźnych eksperymentalnych dowodów na samoleczenie poprzez indywidualne uczenie się. Jagnięta w grupie leczonej mogły spożywać pokarmy i toksyny (ziarna, garbniki, kwas szczawiowy), które prowadzą do złego samopoczucia (negatywne stany wewnętrzne), a następnie mogły jeść substancję, o której wiadomo, że łagodzi każde złe samopoczucie ( bentonit sodu , glikol polietylenowy i fosforan dwuwapniowy , odpowiednio). Jagnięta kontrolne jadły te same pokarmy i lekarstwa, ale zostały one tymczasowo oddzielone, aby nie wyzdrowiały z choroby. Po kondycjonowaniu jagnięta karmiono zbożem lub pokarmem z garbnikami lub szczawianami, a następnie pozwolono wybrać trzy leki. Leczone zwierzęta wolały jeść konkretny związek, o którym wiadomo, że łagodzi stan złego samopoczucia wywołany wcześniej spożytym pokarmem. Jednak zwierzęta kontrolne nie zmieniły swojego schematu stosowania leków, niezależnie od tego, jaką żywność spożywano przed wyborem. Inne przeżuwacze uczą się samoleczenia przeciwko pasożytom żołądkowo-jelitowym, zwiększając spożycie roślinnych związków wtórnych o działaniu przeciwpasożytniczym.
Standardowe klatki laboratoryjne uniemożliwiają myszom wykonywanie kilku naturalnych zachowań, do których są bardzo zmotywowane. W konsekwencji myszy laboratoryjne czasami rozwijają nieprawidłowe zachowania wskazujące na zaburzenia emocjonalne, takie jak depresja i lęk. Aby poprawić dobrostan, klatki te są czasami wzbogacane o elementy, takie jak materiał do budowy gniazd, schronienia i koła jezdne. Sherwin i Olsson zbadali, czy takie wzbogacenie wpłynęło na spożycie midazolamu , leku szeroko stosowanego w leczeniu lęku u ludzi. Myszom w klatkach standardowych, klatkach standardowych, ale z nieprzewidywalną hodowlą lub klatkach wzbogaconych dano do wyboru picie wody nie zawierającej leków lub roztworu Midazolamu. Myszy w standardowych i nieprzewidywalnych klatkach piły większą część roztworu anksjolitycznego niż myszy z klatek wzbogaconych, prawdopodobnie dlatego, że doświadczały większego niepokoju. Wczesne badania wykazały, że myszy autoimmunologiczne (MRL/lpr) chętnie spożywają roztwory z cyklofosfamidem , lekiem immunosupresyjnym, który zapobiega uszkodzeniom zapalnym narządów wewnętrznych. Jednak dalsze badania dostarczyły sprzecznych dowodów.
Koty
Około 70% kotów domowych jest szczególnie przyciąganych i dotkniętych przez roślinę Nepeta cataria , zwaną inaczej kocimiętką. Dotknięte są również dzikie koty, w tym tygrysy, ale w nieznanym procencie. Pierwszą reakcją kotów jest wąchanie. Następnie liżą, a czasem przeżuwają roślinę, a następnie ocierają się o nią policzkami i całym ciałem, przewracając się. Jeśli koty spożywają skoncentrowany ekstrakt z tej rośliny, szybko wykazują oznaki nadmiernego podniecenia, takie jak gwałtowne drżenie, obfite ślinienie i podniecenie seksualne. Reakcja jest spowodowana przez lotne terpenoidy zwane nepetalaktonami obecne w roślinie. Chociaż są umiarkowanie toksyczne i odstraszają owady z rośliny, ich stężenie jest zbyt niskie, aby zatruć koty.
Delfiny
Film dokumentalny BBC One Dolphins - Spy in the Pod pokazał ssaki morskie żujące ryby rozdymkowate, aby uzyskać „haj”.
Geofagia
Wiele zwierząt żywi się ziemią lub gliną, co nazywa się geofagią . Glina jest podstawowym składnikiem kaolinu . Zaproponowano, że w przypadku naczelnych istnieją cztery hipotezy dotyczące geofagii w łagodzeniu zaburzeń lub rozstroju żołądkowo-jelitowego:
- gleby adsorbują toksyny, takie jak związki fenolowe i wtórne metabolity
- spożycie gleby działa zobojętniająco i reguluje pH jelit
- gleby działają przeciwbiegunkowo
- gleby przeciwdziałają skutkom endopasożytów.
Ponadto dwie hipotezy dotyczą geofagii w uzupełnianiu minerałów i pierwiastków:
- gleby uzupełniają diety ubogie w składniki odżywcze
- gleby zapewniają dodatkowe żelazo na dużych wysokościach
Tapiry , słonie leśne , małpy colobus , goryle górskie i szympansy wyszukują i zjadają glinę, która wchłania bakterie jelitowe i ich toksyny oraz łagodzi rozstrój żołądka i biegunkę . Bydło zjada bogate w glinę kopce termitów, które dezaktywują połknięte patogeny lub toksyny owocowe.
Zastosowanie miejscowe
Niektóre zwierzęta aplikują na skórę substancje o właściwościach leczniczych. Ponownie, może to być profilaktyczne lub lecznicze. W niektórych przypadkach nazywa się to samonamaszczeniem .
Ssaki
Zaobserwowano samicę kapucynki w niewoli przy użyciu narzędzi pokrytych syropem na bazie cukru do pielęgnacji jej ran i ran jej niemowlęcia.
Północnoamerykańskie niedźwiedzie brunatne ( Ursos arctos ) robią pastę z korzeni Osha ( Lgusticum porteri ) i śliny i wcierają ją w sierść, aby odstraszyć owady lub łagodzić ukąszenia. Roślina ta, lokalnie znana jako „korzeń niedźwiedzi”, zawiera 105 aktywnych związków, takich jak kumaryny, które mogą odstraszać owady, gdy są stosowane miejscowo. Mówi się, że Indianie Navajo nauczyli się wykorzystywać ten korzeń od niedźwiedzia w leczeniu bólu żołądka i infekcji.
Szereg naczelnych ociera się krocionogami o futro i skórę; krocionogi zawierają benzochinony , związki znane jako silnie odstraszające owady.
Kapucynki czubate ( Cebus apella ) pocierają różne części ciała mrówkami stolarzami ( Camponotus rufipes ) lub pozwalają mrówkom pełzać po nich w zachowaniu zwanym mrówkami . Kapucynki często łączą mrówki z oddawaniem moczu do rąk i mieszaniem mrówek z moczem.
Ptaki
Ponad 200 gatunków ptaków śpiewających usuwa mrówki, co jest zachowaniem znanym jako mrówka . Ptaki albo chwytają mrówki dziobami i wycierają je energicznie wzdłuż grzbietu każdego pióra aż do podstawy, albo czasami toczą się po mrowich wzgórzach, skręcając się i obracając, tak że mrówki czołgają się przez ich pióra. Ptaki najczęściej używają mrówek, które rozpylają kwas mrówkowy. W badaniach laboratoryjnych kwas ten jest szkodliwy dla wszy piórkowatych. Sama jego para może ich zabić.
Niektóre ptaki wybierają materiał do gniazdowania bogaty w środki przeciwdrobnoustrojowe, które mogą chronić siebie i swoje młode przed szkodliwymi inwazjami lub infekcjami. Szpaki ( Sturnus vulgaris ) preferencyjnie wybierają i wysadzają swoje gniazda dziką marchewką ( Daucus carota ); pisklęta z gniazd wyłożonych tym materiałem mają wyższy poziom hemoglobiny w porównaniu z pisklętami z gniazd, które nie są takie same, chociaż nie ma różnicy w wadze i rozwoju piór u piskląt. Badania laboratoryjne pokazują, że dzika marchewka znacznie ogranicza pojawianie się stadiów rozwojowych roztoczy. Dom wróbli ( Passer domesticus ) zaobserwowano wyrównać swoje gniazda z materiałów pochodzących z neem drzewa ( Azadirachta indica ), ale zmiany na chininę -Rich liści drzewa Krishnachua ( Caesalpinia pulcherrima ) podczas epidemii malarii ; chinina kontroluje objawy malarii.
Zoofarmakologia społeczna
Zoofarmakognozja nie zawsze jest prezentowana w sposób korzystny dla jednostki. Czasami celem leku jest grupa lub kolonia.
Mrówki leśne ( Formica paralugubris ) często wprowadzają do swoich gniazd duże ilości zastygłej żywicy drzew iglastych . Badania laboratoryjne wykazały, że żywica ta hamuje rozwój bakterii i grzybów w warunkach naśladujących warunki naturalne. Mrówki zdecydowanie preferują żywicę niż gałązki i kamienie, które są powszechnie dostępnymi materiałami budowlanymi w ich środowisku. W żerowaniu mrówek występuje zmienność sezonowa: preferencja żywicy nad gałązkami jest wyraźniejsza wiosną niż latem, natomiast jesienią mrówki zbierają gałązki i żywicę w równych ilościach. Względny wskaźnik zbierania żywicy w porównaniu z kamieniami nie zależy od zakażenia entomopatogennym grzybem Metarhizium anisopliae w warunkach laboratoryjnych, co wskazuje, że gromadzenie żywicy ma charakter raczej profilaktyczny niż terapeutyczny.
Pszczoły miodne włączają również żywice produkowane przez rośliny do swojej architektury gniazda, co może zmniejszać chroniczne podwyższenie odpowiedzi immunologicznej poszczególnych pszczół. Gdy kolonie pszczół miodnych zostaną zaatakowane przez pasożyta grzyba ( Ascophaera apis ), pszczoły zwiększają swoją żywicę. Dodatkowo kolonie eksperymentalnie wzbogacone żywicą mają zmniejszoną intensywność infekcji grzybem.
Zoofarmakognozja międzypokoleniowa
Zoofarmakognozę można sklasyfikować w zależności od celu leczenia. Niektóre zwierzęta składają jaja w taki sposób, że ich potomstwo jest celem leku.
Dorosłe motyle monarcha preferencyjnie składają jaja na toksycznych roślinach, takich jak mlecz, które zmniejszają wzrost pasożytów i choroby u ich potomstwa. Zostało to nazwane międzypokoleniowym lekiem terapeutycznym .
Kiedy muszki owocowe wykrywają obecność parazytoidów, składają jaja w żywności o wysokiej zawartości etanolu; zmniejsza to ryzyko infekcji u ich potomstwa. Nazywa się to profilaktyką międzypokoleniową .
Wartość dla ludzi
W wywiadzie z Neilem Campbellem Rodriguez opisuje znaczenie bioróżnorodności dla medycyny :
- „Niektóre związki zidentyfikowane przez zoofarmakologię zabijają pasożytnicze robaki, a niektóre z tych substancji chemicznych mogą być przydatne w walce z nowotworami .
Głoska bezdźwięczna
- Brytyjski serial dokumentalny z 2002 r. Weird Nature, odcinek 6, Peculiar Potions, dokumentuje różnorodność zwierząt zatrutych lub zoofarmakogonii.
- Film dokumentalny z 2014 roku Dolphins - Spy in the Pod pokazuje delfiny upijające się rozdymkami .
Dalsza lektura
- Samorini, Giorgio (2002) Zwierzęta i psychedeliki: świat przyrody i instynkt zmiany świadomości