Употребляют ли дикие животные алкоголь: интересные факты и научные исследования

Употребление этанола нечеловеческими организмами считается довольно редким и случайным явлением. Однако, в окружающей среде существует гораздо больше спиртосодержащих продуктов, чем мы предполагаем, и дикие животные так или иначе сталкиваются с определённым уровнем этанола. В этой статье рассмотрим, где в дикой природе животные могут встретить этанол, в каких количествах он попадает в их организм, а также какое воздействие оказывает на их развитие и развитие экосистем в целом.

Эволюция появления этанола в окружающей среде

Считается, что потребление этанола в основном ограничено только людьми. Большинство человеческих сообществ, имевших доступ к ресурсам для производства этанола (алкоголя на бытовом уровне), производили и употребляли его во многих случаях из-за его воздействия на сознание и его роли в социальном контексте. Но также хорошо известно, что некоторые группы организмов, например, дрозофила малая, приспособились к употреблению ферментированных ягод и фруктов. Поэтому использование этанола в мире животных вполне может быть обычным делом.

Этанол, как и всё в природе, имеет как преимущества, так и недостатки для организмов. Осознание этого является ключевым для понимания того, как организмы эволюционировали и адаптировались к его влиянию.

Временем появления природного этанола можно считать меловой период, в котором покрытосеменные растения приобрели способность вырабатывать вещества, служащие источником сахара для бродильных дрожжей и производства натурального этанола. Сейчас же он естественным образом присутствует почти в каждой экосистеме.

Так растения способны вырабатывать вторичные метаболиты, обладающие противогрибковыми, антибактериальными или отпугивающими свойствами для травоядных, и некоторые из этих соединений являются спиртами. При этом большинство веществ, которые классифицируются как «спирты», в том числе изопропиловый спирт (изопропанол), древесный спирт (метанол) и гераниол (монотерпен), являются токсичными для животных, поэтому их следует избегать, а не употреблять в пищу. Этанол также потенциально токсичен в зависимости от его дозы и метаболических способностей организмов. Но, в отличие от вторичных метаболитов растения не вырабатывают этанол. В природе он вырабатывается в основном Saccharomyces cerevisiae (дрожжами), и его образование в природе эволюционировало для подавления бактерий-конкурентов.

Однако, в процессе эволюции у большинства форм жизни появились ферменты алкогольдегидрогеназы(АДГ), биологическая роль которых состоит в расщеплении этилового спирта, образуемого в желудочно-кишечном тракте млекопитающих различными микроорганизмами. И после того как на растениях появились богатые сахаром фрукты, соки и нектары, а дрожжи наладили производство этанола для защиты этих ресурсов, некоторые животные адаптировались и приобрели большую метаболическую эффективность по отношению к этанолу, позволяющую потреблять продукты, содержащие этанол.

Насколько распространен этанол в естественной среде

Согласно исследованиям, в мире существует свыше 357000 разновидностей сосудистых растений и более 325000 цветущих растений, обеспечивающих сахаристые субстраты для брожения дрожжей практически в каждой экосистеме.

Так, например, в Хельсинки, регионе с умеренным климатом, низкие показатели этанола (от 0,05 до 0,41% по объему ABV) были найдены в плодах дикорастущих растений, таких как рябина, боярышник и шиповник морщинистый, а в Израиле, субтропическом регионе, уровень этанола в 0,025-0,91% обнаружен в плодах четырёх видов растений: фикуса Ficus sycomorus, вечнозелёного кустарника Ochradenus baccatus, финиковой пальмы и зизифуса.

Наиболее благоприятны для естественной ферментации фруктов, размножения дрожжей и производства этанола в течение всего года являются тропические регионы с низкими широтами и высокой влажностью. Так рекордное содержание этилового спирта было зафиксировано в перезревших плодах чёрной пальмы(Astrocaryum standleyanum), произрастающей на территории Панамы. Оно составило 10,3%.

В ходе исследований этиловый спирт был обнаружен в 29 из 37 видов растений, употребляемых плодоядными животными в Коста-Рике, при этом в плодах, потребляемых млекопитающими, концентрация этанола оказалась выше, чем в плодах, употребляемых птицами. Конечно концентрация спирта во многих плодах ничтожно мала по сравнению со стандартами потребления человеком (менее 0,2%) и метаболизм алкоголя у человека вряд ли можно считать типичным для животных. Тем не менее, совокупный эффект от употребления плодов даже с низким содержанием этанола всё же может быть значительным для животных.

Насколько широко распространено естественное потребление спирта и чем оно обусловлено

В последнее время всё чаще встречаются данные о том, что множество животных потребляют этанол в естественных условиях обитания.

Ярким примером являются уксусные мухи (Drosophila melanogaster), которые предпочитают в качестве среды обитания своих личинок ферментирующие фрукты, где уровень этанола может превышать 4%. При этом уксусные мухи очень эффективно расщепляют этанол.

Гораздо меньше известно о взаимодействии других беспозвоночных с природными источниками этилового спирта. Однако есть истории об осах, которые напивались ферментированными фруктами. Есть несколько примеров бабочек, употребляющих спирт в искусственных условиях, когда его добавляли в сладкие жидкости или в вино. Также подтверждены факты о том, что ольховых амброзиевых жуков привлекают спиртосодержащие продукты, а короедам( Xylosandrus germanus) он необходим для предотвращения заражения плесенью их ходов внутри деревьев.

Случаи употребления этанола позвоночными животными не являются редкими, но лишь немногие из них подтверждены и описаны в научной литературе. Нет ни одного случая, когда у животных было бы подтверждено наличие этанола (или его метаболитов) после употребления забродивших плодов в естественных условиях. Однако млекопитающие могут употреблять алкогольные напитки, которые дают им люди. Например, дикие зелёные мартышки, завезённые в Карибский бассейн в 1600-х годах, пьют алкогольные фруктовые коктейли, которые дают им туристы на Сент-Китсе.

Позвоночные животные в неволе также употребляли этанол во время экспериментов. Так колибри Анны (Calypte anna) не испытывали отвращения к невысоким дозам этанола(до 1 %), однако непонятно, характерно ли такое поведение для колибри в их обычной среде обитания. Некоторые виды летучих мышей, пойманных в дикой природе, для оторых рацион в основном состоит из фруктов или нектара, также не испытывали отвращения к сладким спиртовым растворам (с 1,5% этанола). Карликовые хомячки (Phodopus campbelli) также демонстрируют высокую толерантность к этанолу, что, вероятно, связано с их накопительским поведением.

Задокументированные случаи, когда дикие животные употребляли в пищу ферментированные естественным образом дикие продукты, редки, но это может быть связано с недостатком исследований. Сообщалось о случаях, когда кедровые свиристели попадали в аварии из-за употребления в пищу ферментированных ягод. Ягоды составляют значительную часть рациона этого вида, и этанол образуется по мере оттаивания перезимовавших ягод весной. Аналогичные сведения имеются об обыкновенных свиристелях и обыкновенном щуре.

Присутствие метаболита этанола этилглюкуронида также было подтверждено в волосах диких пятипалых сумчатых летяг, диких обыкновенных сумчатых летяг и дикой белки-летяги, которые употребляют ферментированный нектар пальмы Бертам. Эти случаи употребления этанола животными, однако, не принимались во внимание. Это привело к преобладающему мнению, что потребление этанола было в значительной степени ограничено только человеком.

Случайное или спонтанное употребление живыми организмами

Доподлинно не известно, употребляют животные этанол осознанно или нет. Учёные продолжают исследования в этой области, чтобы выяснить влияние этилового спирта на физиологические особенности животных и их эволюцию.

Исследователь М. Карриган (College of Central Florida), занимающийся непосредственно изучением воздействия этанола на живые организмы, подчёркивает, что с точки зрения экологии быть опьянённым крайне неразумно, особенно если лазаешь по высоким деревьям или в условиях угрозы нападения хищников. Поэтому скорее всего естественное употребление спирта обусловлено лишь их физиологическими потребностями.

Также учёные из английского университета в Эксетере (The University of Exeter ) утверждают, этанол может быть полезен диким животным. Он служит источником калорий, а ароматические соединения, которые образуются при брожении, помогают животным находить пищу.

Кроме этого он может и полезные лечебные свойства. К примеру, Дрозофилы фруктовые для защиты от паразитов откладывают свои яйца в продукты, в которых есть этанол, намеренно. Также при нападении ос их личинки увеличивают потребление этанола.

Этанол также может оказывать влияние и на когнитивные способности живых организмов. Он вызывает повышение игривости, побуждает к исследовательскому поведению, общительности. А это по мнению учёных в конечном итоге положительно сказывается на выживании и размножении. Например, в ходе исследований под воздействием этанола наблюдали изменения в половом поведении животных. Так у самок Drosophila simulans после употребления этанола проявлялась меньшая избирательность в выборе партнёров. В то же время самцы D. melanogaster начинают активно искать продукты с алкоголем, если их отвергли в качестве партнёра.

Заключение

В большинстве исследований, касающихся потребления этанола в дикой природе, выводы основаны на антропоцентрическом подходе. Тем не менее всё больше свидетельств указывает на то, что этанол присутствует естественным образом в большинстве сладких продуктов. Его умеренное потребление в условиях дикой природы обусловлено питательной, лечебной и когнитивной пользой. Однако многие из этих преимуществ, как и само влияние этанола на физиологию животных, остаются недостаточно изученными.