这种鸟总是把自己的便便涂到鸟蛋上,居然是因为……

《题戴胜》

唐·贾岛

星点花冠道士衣,紫阳宫女化身飞。

能传世上春消息,若到蓬山莫放归。

这种鸟总是把自己的便便涂到鸟蛋上,居然是因为……

秋天是北京最好的季节,在研究所的草地上,我经常看到一两只样子独特的鸟,它们长着细长的弯嘴,头顶上有扇形的棕栗色羽冠, 身上有黑白相间的斑纹,模样格外拉风。

这种鸟叫戴胜鸟(Hoopoe,Upupa epops),顾名思义是头上戴着“胜”的鸟,戴胜的冠羽平时收起来,在兴奋的时候就会展开,令人联想起“胜”这种头饰,因而得名(“胜”是中国古代女人的一种凤冠状羽冠头饰)。民间也称它山和尚、咕咕翅、鸡冠鸟、发伞鸟、臭姑鸪、臭姑姑等。

在中国,戴胜鸟象征着祥和、美满和快乐。戴胜鸟美丽,尽职尽责,能照顾好自己的后代。2008 年,以色列将戴胜鸟确定为国鸟。令人意想不到的是,这种样子美丽而奇特,身体却散发恶臭的戴胜鸟竟然成了微生物学家感兴趣的研究对象。

这种鸟总是把自己的便便涂到鸟蛋上,居然是因为……

戴胜鸟在孵化后代时非常尽职尽责,但是有个“坏习惯”,它们在养育雏鸟时非常“懒散”,从不处理小鸟的粪便,整得鸟巢又脏又臭。除此之外,戴胜雌鸟在孵卵期间,屁股腺体中会排出一种黑棕色的油状液体,这种液体也是又脏又臭,它们还经常拿这些液体涂抹鸟蛋和身体。人们猜测,它们身上散发的恶臭就是来自鸟窝和身上的粪臭味,“臭姑姑”的俗名也由此而得。

这种粪臭味却引起了科学家的兴趣。原来,让人恶心的“粪便”中暗藏玄机!戴胜鸟繁衍后代竟然离不开“粪便”中的一种微生物——粪肠球菌(Enterococcus faecalis)!

这种鸟总是把自己的便便涂到鸟蛋上,居然是因为……

研究人员做了一个实验,他们对比了涂抹和不涂抹这种液体后鸟蛋的变化,结果发现,涂抹之后蛋壳颜色会发生变化。一旦接触到分泌液,鸟蛋的颜色就会变深,如果人为控制不让鸟蛋接触分泌液,鸟蛋的颜色会变浅,同时,这些鸟蛋极易出现感染而导致不能孵化。

在整个孵化期间,蛋壳颜色是随着孵化从蓝灰色到绿褐色改变。这也就不难理解,在繁殖期里为什么戴胜鸟会大量分泌这种黑棕色液体并涂抹到蛋壳上了,那是为了给蛋壳消毒和防腐!所以,通过观察蛋壳的颜色就可以判断蛋的健康状态,颜色越深表示蛋壳上面的粪肠球菌越多,抗菌活性越高,蛋的健康状况越好。

这种鸟总是把自己的便便涂到鸟蛋上,居然是因为……

动物生活在一个处处充满细菌的世界里,虽然鸟蛋有坚硬的外壳保护,可也免不了受到一些细菌的侵染,这些细菌钻到蛋壳里会感染发育中的卵。蛋壳的表面并不光滑,而是布满了“隐窝”,这些隐窝中有鸟类的分泌物,其附着在蛋壳外面形成一层保护膜,这层保护膜具有防止细菌感染的作用。我们平时吃的鸡蛋上面也有一层保护膜,一旦鸡蛋被清洗过后,保护膜遭到破坏,出现“坏蛋”的概率就会增加。

助力繁衍,维护羽毛

究竟分泌物中的什么成分抑制了细菌感染?研究人员进一步分析了液体分泌物的成分,发现这种粪肠球菌产生的一种抗菌肽起着关键作用。

这种抗菌肽具有广谱抗菌性,能够抑制多种细菌的生长,也就是说只要有粪肠球菌存在,它们分泌的抗菌肽就能发挥类似抗生素的作用。正是由于这种广谱抗菌肽的存在,蛋壳上的微生物才得到了抑制,达到了保护卵不受侵染的目的,提高了蛋的孵化率。

若戴胜鸟分泌液中的粪肠球菌减少,它们产蛋的数量就少,蛋的孵化率也会降低。这就难怪戴胜鸟在繁殖季节会大量分泌这种带有细菌的又黑又臭的液体了,有这么好的抗菌物质,戴胜鸟“舍不得”打扫粪便也就不难理解了。

这种鸟总是把自己的便便涂到鸟蛋上,居然是因为……

粪肠球菌的存在与否关乎戴胜鸟繁衍后代的头等大事,对它们来说臭不臭还重要吗?戴胜鸟臭臭的窝可以保护鸟蛋和雏鸟的健康,臭一点儿孩子又多又健康!戴胜鸟并不懒,而是能够充分利用微生物的“聪明鸟”。

除此之外,研究人员还发现戴胜鸟分泌液中的粪肠球菌具有非常强的抑制地衣芽孢杆菌生长的作用。在自然界中,微生物无处不在,有一些微生物以羽毛为食,有一类地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)大量地存在于野生鸟类的羽毛和皮肤中,被称为羽毛降解菌。这种菌产芽孢,能够抵抗极其恶劣的环境而不死,一旦孢子遇到合适的条件就能快速萌发生长。

这种鸟总是把自己的便便涂到鸟蛋上,居然是因为……

实际上,地衣芽孢杆菌是一种在土壤中非常常见的革兰阳性菌,像戴胜鸟这种经常接触地面的鸟,羽毛中能够找到大量这种细菌。除了降解羽毛,这种细菌还可以影响羽毛的颜色,在鸟类换羽和羽毛颜色形成过程中扮演重要角色。

如今,人们也在利用这种菌分解羽毛的特性,把禽类养殖和加工生产过程中丢弃的鸡、鸭和鹅等禽羽收集起来,交给细菌分解,从而将动物不能消化的角蛋白分解为可被消化吸收的水解蛋白或者氨基酸,作为蛋白饲料再喂给养殖动物。

研究人员将羽毛与地衣芽孢杆菌一起培养,发现羽毛会被很快分解掉;当把羽毛与粪肠球菌和地衣芽孢杆菌混合培养时,发现羽毛几乎不被分解。进一步研究发现,粪肠球菌能产生类似抗生素的细菌素,能够强烈抑制地衣芽孢杆菌。地衣芽孢杆菌受到抑制,就不能产生角蛋白酶,也就不能分解羽毛,保护了羽毛的完整性,鸟儿们美丽的羽毛才能继续保持鲜亮。

这种鸟总是把自己的便便涂到鸟蛋上,居然是因为……

看来戴胜鸟和粪肠球菌是互惠共生关系,也就是说戴胜鸟靠粪肠球菌帮助自己繁衍后代和维护羽毛,粪肠球菌靠戴胜鸟提供的营养生存,它们之间的配合堪称完美。这种互惠共生的关系不仅在戴胜鸟中发现,科学家在其他鸟类如鸽子、海鸥等中也观察到了类似的现象。

粪肠球菌和屎肠球菌

值得一提的是,由于粪肠球菌在鸟类中太普遍了,人类也将粪肠球菌当作一种特殊的检验标记来判断和追踪海运货物的来源和污染情况。

海岸边经常会有大量海鸥等海鸟出没,而鸟类存不住粪便,一边飞一边排,导致海港中的海水里存在大量的鸟粪,其中的粪肠球菌含量自然也会跟着增加。通过检测货物携带的粪肠球菌的量就可以初步判定货物被污染的情况,并且不同地区的粪肠球菌菌株是不一样的,检测粪肠球菌菌株还可以推测货物曾经到达过哪些港口。

人类肠道中也有粪肠球菌,而且正常人粪便中这类细菌的数量可以达到1000 万个每克。从名字中也可以看出这种细菌跟粪便脱不了干系。虽然,还没有发现粪肠球菌影响人类的繁衍,但是已有研究发现粪肠球菌是人体内的共生菌,所有健康人的肠道中都存在粪肠球菌。

肠道中还有一种细菌,跟粪肠球菌的名字类似,称作屎肠球菌(Enterococcus faecium)。我一直没搞明白粪和屎有什么区别,这不都是一种东西吗?不过从细菌分类上两种菌确实是不一样的,但也有很多共同的地方——都属于肠道中常见的共生细菌。

这种鸟总是把自己的便便涂到鸟蛋上,居然是因为……

在过去的几十年中,粪肠球菌和屎肠球菌都曾作为益生菌使用,由于有些人在食用过程中出现了副作用,导致现在对这两种菌的安全性和有效性存在争议,一些地区还把它们从益生菌名单中去掉了。我国公布的《可用于食品的菌种名单》中也不见了两种菌的踪影。

虽然,在食品和保健品中不允许使用,在一些药品型益生菌产品中仍能看到它们的身影,比如妈咪爱(含有枯草芽孢杆菌和屎肠球菌R0026)和培菲康(含有长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和粪肠球菌)。

这种鸟总是把自己的便便涂到鸟蛋上,居然是因为……

大多数情况下,粪肠球菌和屎肠球菌在肠道中是没有安全问题的,可一旦离开肠道,转移到身体其他部位就有问题了。虽然,肠球菌比起双歧杆菌和乳杆菌等益生菌在肠道中更为常见,但是它们属于条件致病菌,具有潜在致病性,在适宜的条件下可能会透过肠道屏障进入体内引发菌血症,然后,菌体随着血液循环进入泌尿系统、关节、心脏等,它们增殖到一定数量就可能引起严重的炎症。

需要注意的是,作为药品或食品的益生菌中粪肠球菌和屎肠球菌的菌株都是做过安全性验证的,理论上安全性还是可以的,但是,为了安全起见,以防万一的做法还是首选安全性更加可靠的乳酸杆菌和双歧杆菌类益生菌。

这种鸟总是把自己的便便涂到鸟蛋上,居然是因为……

(摘自《晓肚知肠:肠菌的小心思》,作者:段云峰)


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