私たちの研究は、動物が安全な植物と有害な植物を区別することを学ぶことができることを示しています。では、なぜ彼らは有毒な植物を食べて死ぬのでしょうか？植物を食べると腸から脳へのフィードバックが生じるため、ほとんどの場合、動物は植物が安全か有害かを知ることができます。フィードバックは通常、食品に高レベルの毒素が含まれているかどうかを体に伝えます。残念ながら、状況によっては、安全な食品と有害な食品を区別するこのメカニズムが回避され、動物が有毒植物の過剰摂取に苦しむことになります.
毒素はどこにでもあります
多くの人は有毒植物だけが毒素を含んでいると思い込んでいますが、実際にはすべての草、広葉樹、低木、木に毒素が含まれています。私たちが庭で育てている野菜でさえ、少量の毒素を含んでいます。トマトとジャガイモにはアルカロイド、ホウレンソウにはシュウ酸塩、トウモロコシには青酸配糖体、キャベツにはグルコシノレートが含まれています。植物を食べるということは、毒素を摂取することを意味します。有毒植物には非常に高濃度の毒素が含まれており、中毒、病気、または死の明らかな兆候を引き起こします。
すべての毒素が吐き気を引き起こすわけではありません
植物が有害であることを動物が知るためには、植物を食べた後に吐き気がする必要があります。吐き気により、動物は植物に対して嫌悪感を抱くようになります。つまり、食べるのをやめるか、植物の摂取量を減らします。たとえば、ロコウィードに含まれるアルカロイドは吐き気を引き起こさないようです。そのため、動物はロコウィードが有害であることを学習できません。テストされた毒素のうち、ほとんどが吐き気を引き起こし、動物はそれらを避けることを学ぶことができます.残念ながら、ほとんどの毒素はテストされていません（Pfister et al., 2010）。
フィードバックは食後すぐに行う必要があります
食べてから病気になるまでの時間が 12 時間以内であれば、動物は食べ物を避けることを学ぶことができます。マウスは d-Con を過剰に摂取します。これは、病気や死が d-Con を食べてから 4 ～ 5 日後まで発生しないためです。したがって、肝臓病やひづめの脱落など、数週間または数か月にわたって発生する慢性毒性の問題を引き起こす植物は、食物嫌悪を引き起こす可能性は低い.同様に、先天性欠損症を引き起こす植物は、妊娠中の動物を病気にして、その植物を再び食べないようにすることはできません (Burritt and Provenza, 1991)。
ロール モデルがない、またはロール モデルが間違っている
急性毒性の植物が生息する地域で飼育された家畜は、一般にそれらの植物を食べても死ぬことはありませんが、その地域に来たばかりの動物はそうなる可能性があります。若い動物は、母親が避ける植物を避けることを学びます。動物に急性毒性植物について教えてくれるロールモデルがいない場合、植物が有害であることをフィードバックから学ぶ前に食べ過ぎて死んでしまう可能性があります。一方、経験豊富な母親に育てられた子供が、母親が避けている植物を最終的に少量食べて病気になった場合、モデルとして母親がいない状態で病気を経験した場合よりも、これらの植物に対して強い嫌悪感を抱きます (Provenza et al., 1993）。急性毒性の植物がある一部の地域の生産者は、新しい動物に植物を味わわせてから、有毒植物の亜致死量の水溶液を胃管に入れ、植物を避けるように教えています。
場合によっては、有毒植物が新しい食品であるか、家畜がそれを回避した可能性があります。これらの動物が、有毒な植物をすぐに食べる動物と一緒に放牧できるようになれば、すぐにすべての動物が植物を食べ始める可能性があります。調査研究 (図 1) では、あるグループの牛は、初めてラークスパーを食べた直後に塩化リチウムを投与することで、ラークスパーを避けるように訓練されました。塩化リチウムは、吐き気や食物嫌悪を引き起こします。他のグループの牛は、ラークスパーを食べた後に塩化リチウムを投与されなかったため、ラークスパーをすぐに食べました。ラークスパーを避けるように訓練された牛は、ラークスパーを 3 年間食べませんでした。牛が別々のグループとして放牧されている限り、ラークスパーを避けるように訓練された牛はラークスパーを噛まなかったのに対し、ラークスパーを避けられなかった牛は20% (1年目)、12% (2年目)、11% (3年目) の咬傷を食べました。背の高いラークスパー。最後に、研究の最後に 2 つの牛群が混合され、21 日以内に、ラークスパーを避けるように訓練された牛を含め、すべての牛がラークスパーを食べていました (Ralphs and Olson, 1990)。
栄養素は混合シグナルを送信します
ほとんどの毒素は食物嫌悪を引き起こしますが、毒素を多く含む多くの植物は栄養価も高いです。毒素を含む栄養価の高い食品の摂取は、循環する傾向があります。動物は、食物中の毒素による病気を経験するまで、栄養価の高い毒性のある食物の摂取を増やし、その後、食物の摂取を減らします。動物が病気から回復した後、食物中の栄養素からのフィードバックにより再び摂取量が増加し、このサイクルが繰り返されます。残念ながら、食べ過ぎて死ぬこともあります。右側は、30 日間にわたる 1 頭の牛によるラークスパーの摂取量のグラフです (Pfister et al., 1997)。
毒素には独特の風味がなければならない
動物は、食品中の毒素濃度の変化を検出するために、毒素または毒素と組み合わされた風味のいずれかを味わうことができなければなりません。毒素の濃度が上昇しても植物の風味が変わらない場合、動物はその増加を感知できず、植物を食べ過ぎてしまう可能性があります。状況によっては、毒素の濃度は変化しませんが、その利用可能性は増加します。たとえば、シアン配糖体を含む植物は、反芻動物が比較的安全に食べられます。これらの化合物に含まれるシアン化物は、動物が食物を噛むときや消化中に植物の酵素と相互作用するまで放出されません。しかし、霜が降りると、植物の細胞膜が破裂し、青酸配糖体と酵素が混ざり合います。したがって、動物が植物を食べるとすぐに、植物中のすべてのシアン化物が利用可能になり、非常に毒性が高くなります。植物の風味は変わりませんが、毒性は増加します (Knight and Walter, 2001)。
ストレスは毒性を高める
ストレスは毒素の効力を高めます。たとえば、ラークスパーのアルカロイドは嫌悪感を引き起こしますが、筋肉の麻痺や呼吸不全も引き起こします。動物がラークスパーを食べた後、捕食者や遊牧民からストレスを受けると、ラークスパーの毒素により筋肉が適切に機能せず、動物は呼吸不全で死亡します。
新しい環境もストレスの原因です。同じ用量の毒素でも、なじみのない環境では慣れた環境よりもはるかに大きな効果があります。慢性的なストレスが免疫反応を抑制するのと同じように、ストレスはおそらく解毒プロセスの有効性を低下させることによって、動物に対する毒素の作用を高めます。したがって、慣れ親しんだ環境で亜致死量の有毒植物を食べることは、なじみのない地域では致命的となる可能性があります (Siegel, 1976)。新しい環境では、動物も新しい食べ物を試す可能性が低くなり、食べ物への嫌悪感が解消される可能性が高くなります.したがって、新しい場所に新しい食べ物となじみのある有毒な食べ物が含まれている場合、動物は新しい食べ物よりもなじみのある有毒な食べ物を選ぶ可能性があります (Burritt and Provenza, 1997)。
水または代替食品の不足
のどが渇いた動物は食欲がないことがよくあります。水飲み場の近くで有毒植物が高密度に生育すると、喉が渇いた動物が水を飲むと、残りの群れや群れが水を飲むのを待っている間に有毒植物を過剰に摂取する可能性があります。通常、動物が有毒な食べ物を食べるか飢えさせるかを選択できる場合、ほとんどの場合、動物は有毒な植物を食べます。有毒な植物が存在する場合、動物には栄養価の高い代替品が必要です。たとえば、1971 年には 1250 頭の羊がハロゲンの過剰摂取で死亡しました。羊は水の供給が限られており、空腹でした。その結果、ヒツジは死に至るハロゲントンの 10 倍の量を食べました (図 3) (EPA、1971 年)。第一胃がハロゲトンのシュウ酸塩に順応するようにハロゲンをゆっくりと食事に加え、ヒツジが他の植物と一緒にハロゲトンを食べれば、ヒツジは悪影響なしにハロゲトンを食事に取り入れることができます (James and Cronin, 1974)。
栄養状態が良好な動物は、有毒植物を食べる可能性が低く、食べても解毒する能力が高くなります。さらに、体の状態が悪い痩せた動物は、平均的な体の状態の動物よりも有毒植物の影響を受ける可能性が高くなります。有毒な植物を消費すると、体調不良の動物は、平均的な体調の動物よりも血中の毒素濃度が高くなります（Lopez-Ortiz et al., 2004）。
結論
管理者は、動物が有毒植物に屈する理由を理解していれば、有毒植物による家畜の損失を減らすことができるかもしれません。動物を有毒な植物が生息する地域にゆっくりと導入し、毒素が動物にどのように影響するかを知り、代わりの飼料と十分な水を提供し、水飲み場の近くにある有毒植物を取り除くことで、動物の安全を保つことができます。
参考文献
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Burritt、E.A.、および F.D.プロベンザ。 1997年。羊による条件付けられた食物嫌悪と新しい食物の摂取の形成と持続に対する新しい環境の影響。アプリケーションアニメ。振る舞い。科学。 54:317-325.
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