Di tengah hutan hujan Kolombia panas dan lembab seorang pria hampir telanjang berjalan diam-diam di antara pohon-pohon, mencari makan berikutnya. Bercak monyet terganggu, pemburu menyiapkan sumpitan dan anak panah nya. Satu tembakan akan cukup. Menurut account tangan pertama dari tahun 1825, panah adalah "kematian manusia atau hewan terluka olehnya". Itu karena dicampur dengan racun.
Pemburu dari Kolombia suku Embera teratur diburu burung, monyet dan binatang kecil lainnya menggunakan racun panah. Racun berasal dari katak kuning cerah hanya beberapa sentimeter panjang.
Sebuah single "emas racun katak" pelabuhan cukup racun untuk membunuh 10 orang dewasa, membuat katak ini mungkin hewan paling beracun hidup. Mereka adalah salah satu dari banyak spesies katak beracun, yang dikenal sebagai katak panah beracun. Mereka semua kecil: yang terbesar tidak lebih dari 6cm panjang, dan sebagian lagi hanya 1,5 cm. Bagaimana ini kecil, makhluk yang indah menjadi begitu beracun, dan mengapa?
Sebuah racun katak emas (Phyllobates terribilis) (Credit: Dirk Ercken / Alamy)
Sebuah racun katak emas (Phyllobates terribilis) (Credit: Dirk Ercken / Alamy)
Jutaan hewan menghasilkan zat beracun, tetapi kebanyakan dari mereka tidak beracun. Untuk beracun, hewan harus menjadi racun untuk makan, atau dalam kasus yang ekstrim, bahkan menjilat. Misalnya, ular berbisa seperti taipan pedalaman mematikan yang tidak beracun. Mereka hanya berbahaya jika mereka menggigit Anda, suntik racun mereka ke dalam aliran darah Anda.
Hanya segelintir spesies menimbulkan risiko bagi manusia
Emas racun katak tidak memiliki keterbatasan seperti itu. Itu membuat racun dalam kelenjar di bawah kulit, sehingga setiap manusia nekat menggigit akan berada dalam kesulitan segera.
Lain katak panah beracun jauh lebih beracun dari racun katak emas, dan hanya segelintir spesies menimbulkan risiko bagi manusia.
Mendapatkan racun untuk digunakan pada anak panah adalah proses mengerikan, menurut akun diterbitkan pada tahun 1978. Masyarakat lokal akan "menangkap katak di hutan, dan membatasi mereka dalam tebu berongga." Ketika mereka membutuhkan racun, mereka akan mengambil katak dan "lulus sepotong kayu runcing ke tenggorokannya, dan keluar di salah satu kakinya."
Tidak mengherankan katak akan menjadi gelisah, dan mulai berkeringat racun, "terutama di bagian belakang, yang menjadi ditutupi dengan buih putih". Orang-orang dicelupkan panah mereka dalam cairan beracun ini, yang tetap kuat selama setahun.
Racun disebut batrachotoxin. Hal ini menyebabkan kelumpuhan dan kematian ketika memasuki aliran darah, bahkan dalam jumlah sangat kecil.
Anthony racun panah katak (Epipedobates anthonyi) (Credit: blickwinkel / Alamy)
Anthony racun panah katak (Epipedobates anthonyi) (Credit: blickwinkel / Alamy)
Batrachotoxin milik sekelompok besar bahan kimia yang dikenal sebagai alkaloid, yang ditemukan di banyak hewan dan tumbuhan. Dengan pengecualian dari spesies non-beracun beberapa, semua katak panah beracun lainnya juga menggunakan racun alkaloid.
Misalnya, Anthony racun panah katak hidup di hutan Peru dan Ekuador. Ini adalah merah gelap atau coklat, dengan garis-garis kuning. Ini pelabuhan dua alkaloid yang kuat disebut epibatidine dan phantasmidine.
Menurut sebuah penelitian yang diterbitkan pada tahun 1998, bahkan sejumlah kecil epibatidine dapat menyebabkan kerusakan parah pada otak hewan dan otot. Hal ini dapat menyebabkan kelumpuhan pernapasan, tekanan darah tinggi, kejang dan kematian.
Terlebih lagi, itu bukan hanya katak dewasa yang beracun. Katak bayi juga.
Sebuah katak panah beracun strawberry (Oophaga pumilio) (Credit: Visual Terbatas / NPL)
Sebuah katak panah beracun strawberry (Oophaga pumilio) (Credit: Visual Terbatas / NPL)
Dalam sebuah penelitian tahun 2014, Ralph Saporito dari John Carroll University di University Heights, Ohio, menemukan bahwa katak ibu memasok berudu kecil mereka dengan racun. Berudu menyerap racun dan menjadi beracun sendiri.
Katak makan berudu mereka pada telur mereka sendiri unfertilised, dan itu sumber makanan ini yang memasok racun. "Ibu mampu memberikan mereka pertahanan dengan menempatkan alkaloid dalam telur," kata Saporito.
Hal ini memiliki efek yang bermanfaat dari menakuti predator yang dinyatakan mungkin memakan berudu. "Tampaknya bahwa alkaloid di berudu yang cukup dalam menghalangi beberapa predator arthropoda potensial seperti capung lapar," kata Saporito. Mereka mungkin juga melindungi terhadap infeksi.
Menghalangi predator tampaknya penggunaan utama untuk racun dalam setidaknya beberapa spesies.
Yang mungkin tidak terdengar seperti banyak pembelaan. Setelah semua, dalam teori katak masih memiliki sepotong digigit dari itu, yang tidak akan melakukannya apapun yang baik. Tapi dalam prakteknya serangan predator hampir tidak pernah pergi sejauh itu, berkat senjata lain katak ': warna.
Sebuah racun katak marmer (Epipedobates boulengeri) (Credit: Bert Willaert / NPL)
Sebuah racun katak marmer (Epipedobates boulengeri) (Credit: Bert Willaert / NPL)
Katak panah beracun berwarna cerah, dengan berbagai pola. Warna mereka termasuk putih, hitam, kuning, oranye, merah, hijau, biru dan segala sesuatu di antara, kata Kyle Summers dari East Carolina University di Greenville, yang telah mempelajari mereka selama 30 tahun.
Di alam, warna-warna cerah sering tanda peringatan. Banyak hewan yang tidak jujur: mereka membanggakan warna-warna cerah namun tidak menimbulkan bahaya. Namun, sebagian besar katak panah beracun tidak menggertak. Warna mereka mengirim sinyal yang jelas dan jujur bahwa calon predator harus menghindari mereka, kata Summers
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada tahun 2001, Summers menunjukkan bahwa katak yang paling mencolok, mereka membawa warna terang, juga yang paling beracun. Timnya dinilai bagaimana mencolok katak yang dengan latar belakang yang khas, dan menemukan bahwa ini berkorelasi kuat dengan bagaimana beracun racun mereka.
Strawberry racun katak panah adalah scarily berwarna-warni (Credit: Edwin Giesbergs / NPL)
Strawberry racun katak panah adalah scarily berwarna-warni (Credit: Edwin Giesbergs / NPL)
Predator mungkin telah mendapat pesan, menurut sebuah studi oleh Molly 2012 Cummings dari University of Texas di Austin.
Terang katak lebih beracun
Timnya mengumpulkan strawberry racun katak panah dari Panama barat, dan diukur bagaimana bahan kimia beracun kulit katak yang. Dia juga mengukur warna mereka tepat, menggunakan alat yang disebut spektrofotometer, dan menentukan bagaimana mudah burung pemangsa bisa mendeteksi mereka.
Seperti sebelumnya, katak terang lebih beracun, dan perhitungan Cummings 'menyarankan mereka juga lebih mencolok untuk burung-burung. "Hubungan ini menginformasikan potensi predator, seperti burung, berapa banyak dari pukulan katak ini menyampaikan," kata Cummings. Kembali pada tahun 2006, ia juga menunjukkan bahwa burung predator cepat belajar untuk menghindari katak berwarna-warni.
Jelas, menjadi beracun ini menguntungkan untuk katak. Pertanyaannya adalah, bagaimana mereka menjadi begitu mematikan?
Racun katak panah berkembang di hutan hujan jutaan tahun yang lalu (Credit: Steve Bly / Alamy)
Racun katak panah berkembang di hutan hujan jutaan tahun yang lalu (Credit: Steve Bly / Alamy)
Panah beracun katak semua milik keluarga yang sama katak, yang dendrobatids.
Tampaknya katak adalah keturunan dari sesuatu seperti katak benar
Kelompok ini lahir beberapa 40-45000000 tahun yang lalu, di suatu tempat di hutan utara Amerika Selatan, kata Juan Santos dari University of British Columbia di Vancouver, Kanada. "Selama ini sebagian besar Amerika Selatan hangat dan ditutupi dengan hutan tropis, dan Andes tidak lebih tinggi dari 2500m di atas permukaan laut."
Leluhur racun panah katak 'tidak beracun, dan tidak pula mereka berwarna-warni atau kecil, kata Santos.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada tahun 2003, Santos berusaha untuk melacak nenek moyang katak dengan memeriksa gen mereka. Hasilnya tidak pasti, tetapi tampaknya katak adalah keturunan dari sesuatu seperti katak benar, lengkap dengan kutil.
Katak panah beracun dapat diturunkan dari kodok (Credit: Pete Oxford / NPL)
Katak panah beracun dapat diturunkan dari kodok (Credit: Pete Oxford / NPL)
Nenek moyang ini mungkin "diurnal", yang berarti itu aktif di siang hari, kata Santos. Sebagian besar 300 dikenal katak panah beracun adalah diurnal, sedangkan sebagian besar katak lainnya, termasuk semua racun panah katak 'kemungkinan nenek moyang, yang aktif di malam hari. "Kami berharap bahwa diurnal berasal dari satu nenek malam hari," kata Santos.
Dalam hal itu, modern katak panah beracun yang mirip dengan nenek moyang terakhir mereka. Tapi dalam hal lain, leluhur benar-benar berbeda: itu tidak beracun sama sekali.
"Asal-usul toksisitas yang lebih rumit," kata Santos. Racun berkembang beberapa saat setelah asal katak beracun keturunan, menurut data Santos ', dan kelompok-kelompok yang berbeda berkembang itu pada waktu yang berbeda.
Mengapa emas racun katak begitu mematikan? (Credit: blickwinkel / Alamy)
Mengapa emas racun katak begitu mematikan? (Credit: blickwinkel / Alamy)
"Ada antara 4 dan 5 asal independen," kata Santos. Yang pertama adalah sekitar 30 juta tahun yang lalu, sedangkan terbaru hanya 2,5 juta tahun yang lalu.
Nenek moyang katak panah beracun mungkin telah mulai makan semut beracun
Kunci untuk cerita ini adalah bahwa katak tidak membuat racun sendiri. Mereka mendapatkannya dari hewan seperti semut yang mereka makan. "Barang-barang mangsa adalah sumber utama dari racun racun katak '," kata Santos.
Nenek moyang racun katak panah mungkin sudah mulai makan semut beracun secara kebetulan belaka, dan mulai menyembunyikan racun dalam tubuh mereka. Beberapa bahan kimia kunci pada kulit katak 'telah dilacak ke semut, kumbang dan kaki seribu.
Ini tampaknya cocok dengan klaim Santos bahwa katak diperoleh kemampuan untuk membuat racun pada beberapa kesempatan yang berbeda. "Sebagian besar asal ini terkait dengan lokasi yang, atau, ditutupi dengan hutan hujan tropis yang lebat dengan keanekaragaman yang cukup semut dan tungau," kata Santos.
Hutan hujan yang penuh dengan serangga beracun (Credit: Robert Harding Dunia Imagery / Alamy)
Hutan hujan yang penuh dengan serangga beracun (Credit: Robert Harding Dunia Imagery / Alamy)
Ini racun katak panah awal memiliki masalah besar: tidak diracuni sendiri. Hal ini belum jelas bagaimana mereka berhasil menahan dan mempertahankan racun, kata Summers.
Hutan hujan adalah tempat yang berbahaya, dengan banyak predator keluar untuk makan kodok lezat
Satu ide adalah bahwa mereka memiliki tingkat metabolisme yang tinggi, yang berarti tubuh mereka dapat memproses nutrisi dan bahan kimia lainnya dengan cepat. "Tingkat metabolisme yang tinggi bisa saja penting dalam memungkinkan anggota garis keturunan ini untuk menahan dan memproses racun," kata Summers. Akibatnya, katak yang "pre-disesuaikan".
Itu mungkin menjelaskan bagaimana katak menjadi begitu beracun, tapi mengapa mereka melakukannya? Hutan hujan adalah tempat yang berbahaya, dengan banyak predator keluar untuk makan kodok lezat. Tapi banyak hewan sama kecil telah menemukan cara yang kurang ekstrim untuk bertahan hidup, seperti menyamarkan diri mereka sendiri.
Mungkin ada sesuatu yang spesifik tentang leluhur racun panah katak 'yang membuat mereka memiliki kecenderungan untuk membela diri menggunakan racun. Atau bisa juga sebagian besar ke keberuntungan, kata Summers.
Apapun kebenaran, saat katak bukan satu-satunya yang mendapatkan manfaat dari racun mereka. Ahli saraf sedang mempelajari racun dengan harapan merancang obat baru.
Seekor katak Brasil-kacang racun (Adelphobates castaneoticus) (Credit: Visual Terbatas / NPL)
Seekor katak Brasil-kacang racun (Adelphobates castaneoticus) (Credit: Visual Terbatas / NPL)
"Ini bukan berarti bahwa senyawa menyebabkan efek toksik yang menarik di sini," kata Richard Fitch dari Indiana State University di Terre Haute. "Ini adalah cara mereka melakukannya yang berguna untuk ilmuwan dan dokter."
Anda tidak akan memberikan phantasmidine untuk seseorang yang sakit
Ada preseden untuk ini. Beberapa alkaloid ternyata memiliki aktivitas antikanker, sementara yang lain berfungsi sebagai stimulan yang mirip dengan kafein.
Epibatidine dan phantasmidine adalah contoh utama. Mereka mungkin mematikan, tetapi mereka juga baik sakit mati rasa. Mereka bertindak pada reseptor yang sama pada sel-sel otak kita yang merespon nikotin.
Anda tidak akan memberikan phantasmidine untuk seseorang yang sakit, tapi dengan mempelajari struktur dan kimia dimungkinkan untuk merancang obat penghilang rasa sakit yang lebih baik. Fitch dan timnya sedang mengembangkan versi upgrade dari phantasmidine yang cukup mirip dengan masih meringankan rasa sakit, tapi tanpa toksisitas.
"Jika kita dapat memotong kunci tepat, kita mendapatkan aktivitas yang kita inginkan," kata Fitch. "Itu mungkin perintah tinggi, karena kita tidak tahu apa kunci seperti, tapi kami memiliki kunci dan itu sebuah awal."
Hutan hujan di Amerika Selatan telah dipotong kembali (Credit: Arco Images GmbH / Alamy)
Hutan hujan di Amerika Selatan telah dipotong kembali (Credit: Arco Images GmbH / Alamy)
Ini digunakan baru katak panah beracun mungkin telah menggantikan salah satu mereka sebelumnya. Praktek menggunakan mereka untuk membuat racun panah itu menurun pada awal tahun 1970-an. Sulit untuk mengetahui apakah orang-orang Embera masih melakukannya, kata Summers, karena daerah tempat tinggal mereka adalah "terpencil dan sangat berbahaya karena aktivitas gerilya".
Kulit strawberry racun katak panah bisa menangkis beberapa bakteri dan jamur
Jika tidak ada yang membuat racun panah lagi, itu kabar baik bagi katak: setidaknya mereka tidak sedang ditusuk dengan tongkat. Tapi seperti banyak amfibi, katak panah beracun rentan terhadap kepunahan, karena hutan mereka tinggal di telah dibajak kembali. Mereka juga mungkin berisiko dari jamur yang disebut chytridiomycosis, yang membunuh amfibi dengan menginfeksi kulit mereka.
Mungkin racun mereka menawarkan mereka perlindungan? Kulit strawberry racun katak panah bisa menangkis beberapa bakteri dan jamur, menurut sebuah penelitian yang diterbitkan pada bulan Januari 2015. Tapi itu tidak berarti itu dapat melawan jamur chytrid.
"Pada titik ini, kita tidak tahu apakah alkaloid di panah racun katak menawarkan mereka perlindungan dari chytrid," kata Saporito. "Ini adalah sesuatu yang kita mulai belajar aktif di lab saya."
Tampaknya tidak mungkin bahwa racun akan cukup untuk menyimpan katak, tetapi mereka mungkin setidaknya membeli beberapa waktu.