Перелетая с цветка на цветок в поисках нектара и помогая растениям размножаться, пчелы и колибри, как выяснилось, употребляют нечто совершенно неожиданное: небольшие дозы алкоголя.
В ходе первого масштабного исследования алкоголя в цветочном нектаре биологи из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили этанол по меньшей мере в одном образце из 26 видов растений из 29 изученных. Большинство проб нектара содержали лишь следовые количества, вероятно, образовавшиеся в результате брожения сахаров дрожжами. Однако в одном из образцов содержание этанола по весу достигло 0,056%, что эквивалентно примерно 1/10 крепости по американской системе.
Сколько алкоголя потребляют опылители?
Хотя эти дозы кажутся незначительными, нектар является основным источником энергии для многих видов. Например, колибри ежедневно выпивают нектар в объеме от 50% до 150% от массы своего тела. Исходя из этих пищевых привычек, исследователи подсчитали, что колибри Анны (Calypte anna), часто встречающаяся на тихоокеанском побережье, потребляет около 0,2 грамма этанола на килограмм веса тела в день. Это сопоставимо с употреблением одного алкогольного напитка человеком.
Несмотря на такое регулярное потребление, пчелы и птицы поглощают алкоголь постепенно в течение дня и не демонстрируют явных признаков опьянения. Предыдущие исследования той же команды показали, что колибри будут пить сахарную воду с содержанием алкоголя до 1%, но начинают избегать ее, когда концентрация превышает этот уровень.
Возможные эффекты, помимо опьянения
Тем не менее, нектар содержит и другие соединения, такие как никотин и кофеин, которые, как известно, влияют на поведение животных. Этанол может иметь аналогичные, но более тонкие эффекты.
«Колибри — это как маленькие печи. Они очень быстро сжигают все, поэтому не стоит ожидать, что что-то будет накапливаться в их кровотоке», — отметил докторант Алексей Маро, работавший над анализом нектара совместно с постдоком Аммоном Корлом. «Но мы не знаем, какие сигнальные или аппетитные свойства имеет алкоголь. Помимо создания „эйфории“, как у людей, этанол может выполнять и другие функции».
«Могут быть и другие виды эффектов, специфичные для кормовой биологии конкретного вида, которые могли бы быть полезными», — добавил Роберт Дадли, профессор интегративной биологии Калифорнийского университета в Беркли. «Они сжигают его так быстро, что, я полагаю, они, вероятно, не страдают от опьяняющих эффектов. Но это также может иметь другие последствия для их поведения».
Маро, Корл и Дадли, совместно с коллегами из Беркли Раури Боуи и Джимми Макгуайром, опубликовали свои выводы 25 марта в журнале Royal Society Open Science.
Эксперименты выявляют толерантность к алкоголю
Более ранние эксперименты, проведенные у кормушки возле офиса Дадли, показали, что колибри Анны в значительной степени безразличны к низким концентрациям алкоголя в сахарной воде (ниже 1% по объему). Однако, когда концентрация достигает 2%, они посещают кормушку примерно в два раза реже.
«Каким-то образом они регулируют свое потребление, так что, возможно, концентрация от нуля до 1% является более вероятной в дикой природе, чем что-либо более высокое», — отметил Дадли.
Другое исследование, возглавляемое бывшей аспиранткой Синтией Ван-Клэйпул, показало, что перья, в том числе колибри Анны, содержат этилглюкуронид — побочный продукт метаболизма этанола. Это указывает на то, что эти птицы не только поглощают алкоголь, но и перерабатывают его аналогично млекопитающим. Все эти данные в совокупности предполагают, что птицы и другие животные, включая предков человека, возможно, выработали толерантность, а иногда даже предпочтение к алкоголю.
«Лабораторный эксперимент показал, что да, они будут пить этанол в своем нектаре, хотя испытывают некоторое отвращение к нему, если его концентрация становится слишком высокой», — сказал Корл. «Перья подтверждают, что они его метаболизируют. А нынешнее исследование говорит о том, что этанол на самом деле довольно широко распространен в нектаре, который они потребляют».
Сравнение потребления алкоголя у разных видов
После измерения уровней этанола с помощью ферментативного анализа команда оценила ежедневное потребление алкоголя для нескольких видов, питающихся нектаром, исходя из их калорийных потребностей. Из-за ограниченности подробных данных о питании они сосредоточились на двух видах колибри, включая колибри Анны, и трех видах нектарниц, которые в Южной Африке питаются такими растениями, как медовый куст (Melianthus major). Нектарницы играют схожую экологическую роль в Африке, как колибри в Америке.
Исследователи также сравнили эти значения с другими животными, включая европейскую медоносную пчелу, тупайю с пенистым хвостом, шимпанзе, питающихся фруктами, и людей, потребляющих один стандартный напиток в день (0,14 грамма/кг/день). У тупайи был самый высокий уровень потребления — 1,4 г/кг/день, тогда как у медоносной пчелы — самый низкий, 0,05 г/кг/день. Птицы, питающиеся нектаром, находились в аналогичном диапазоне, потребляя около 0,19–0,27 г/кг/день при питании естественными цветами.
Интересно, что эксперименты с кормушками предполагают, что колибри Анны могут получать даже больше алкоголя из ферментированной сахарной воды в кормушках (0,30 г/кг/день), чем из природного нектара.
Эволюционные адаптации к диетическому алкоголю
Это исследование является частью более широкого пятилетнего проекта Национального научного фонда, направленного на сбор генетических данных от колибри и нектарниц, чтобы понять, как они адаптируются к различным средам и источникам пищи, включая высокогорье, богатые сахаром диеты и часто ферментированный нектар.
«Эти исследования предполагают, что в животном мире может существовать широкий спектр физиологических адаптаций к повсеместному присутствию диетического этанола, и что реакции, которые мы наблюдаем у людей, могут не быть репрезентативными для всех приматов или животных в целом», — заявил Дадли. «Возможно, существуют другие физиологические пути детоксикации или другие виды пищевых эффектов этанола для животных, которые потребляют его каждый день своей жизни. Это интересно — это хроническое воздействие в течение дня, но это воздействие на протяжении всей жизни после отлучения от груди. Это просто означает, что сравнительная биология потребления этанола заслуживает дальнейшего изучения».
