Welkom bij
Moderne landbouw
!
Ons onderzoek heeft aangetoond dat dieren kunnen leren onderscheid te maken tussen veilige en schadelijke planten. Maar waarom eten ze giftige planten en sterven ze? Onder de meeste omstandigheden kunnen dieren leren of een plant veilig of schadelijk is, omdat het eten van een plant resulteert in feedback van de darmen naar de hersenen. Feedback vertelt het lichaam meestal of een voedingsmiddel al dan niet veel gifstoffen bevat. Helaas wordt dit mechanisme voor het onderscheiden van veilig en schadelijk voedsel in sommige situaties omzeild, waardoor dieren last krijgen van overmatige inname van giftige planten.
Veel mensen gaan ervan uit dat alleen giftige planten gifstoffen bevatten, maar in werkelijkheid komen gifstoffen voor in alle grassen, struiken, struiken en bomen. Zelfs de groenten die we in onze tuinen verbouwen, bevatten lage hoeveelheden gifstoffen. Tomaten en aardappelen bevatten alkaloïden, spinazie bevat oxalaten, maïs bevat cyanogene glycosiden en kool bevat glucosinolaten. Planten eten betekent gifstoffen binnenkrijgen. Giftige planten bevatten gifstoffen in zulke hoge concentraties dat ze duidelijke tekenen van vergiftiging, ziekte of dood veroorzaken.
Om dieren te leren dat een plant schadelijk is, moeten ze misselijkheid ervaren na het eten van de plant. Misselijkheid zorgt ervoor dat dieren een afkeer van de plant krijgen, wat betekent dat ze stoppen met eten of de opname van de plant verminderen. De alkaloïden in bijvoorbeeld locoweed lijken geen misselijkheid te veroorzaken, dus dieren kunnen niet leren dat locoweed schadelijk is. Van de geteste gifstoffen veroorzaken de meeste misselijkheid en dieren kunnen leren ze te vermijden. Helaas zijn de meeste gifstoffen niet getest (Pfister et al., 2010).
Dieren kunnen leren om het eten van voedsel te vermijden, op voorwaarde dat de vertraging tussen eten en ziekte 12 uur of minder is. Muizen nemen d-Con te veel in omdat ziekte en dood pas 4 tot 5 dagen na het eten van het voedsel optreden. Planten die chronische toxiciteitsproblemen veroorzaken die zich gedurende weken of maanden voordoen, zoals leverziekte of vervelling van de hoeven, zullen dus waarschijnlijk geen voedselaversie veroorzaken. Evenzo kunnen planten die geboorteafwijkingen veroorzaken drachtige dieren niet ziek genoeg maken om te voorkomen dat ze de plant opnieuw eten (Burritt en Provenza, 1991).
Vee dat wordt gehouden in gebieden met acuut giftige planten sterft over het algemeen niet door het eten van die planten, maar dieren die nieuw zijn in het gebied wel. Jonge dieren leren de planten te vermijden die hun moeders vermijden. Wanneer dieren geen rolmodel hebben om hen te leren over acuut giftige planten, kunnen ze te veel eten en sterven voordat ze uit feedback kunnen leren dat de planten schadelijk zijn. Aan de andere kant, als jongeren die zijn grootgebracht door ervaren moeders uiteindelijk kleine hoeveelheden planten eten die hun moeders vermijden en ziek worden, vormen ze een sterkere afkeer van deze planten dan wanneer ze ziekte ervaren zonder moeder als model (Provenza et al., Provenza et al., 1993). Producenten in sommige gebieden met acuut giftige planten laten nieuwe dieren de planten proeven en geven ze vervolgens een maagsonde met een subletale oplossing van de giftige plant in water om ze te leren de plant te vermijden.
In sommige gevallen kan een giftige plant een nieuw voedingsmiddel zijn of is vee ervan afgewend. Als deze dieren mogen grazen met dieren die de giftige plant graag eten, zullen binnenkort waarschijnlijk alle dieren de plant gaan eten. In een onderzoeksstudie (Figuur 1) werd een groep runderen getraind om ridderspoor te vermijden door hen lithiumchloride te doseren kort nadat ze voor het eerst ridderspoor hadden gegeten. Lithiumchloride veroorzaakt misselijkheid en voedselaversie. De andere groep runderen kreeg geen lithiumchloride na het eten van ridderspoor, dus aten ze gemakkelijk ridderspoor. Vee dat is getraind om ridderspoor te vermijden, heeft het drie jaar lang niet gegeten. Zolang het vee als aparte groepen graasde, namen degenen die getraind waren om ridderspoor te vermijden geen beten van ridderspoor, terwijl vee dat niet afgewend was ridderspoor 20% (jaar 1), 12% (jaar 2) en 11% (jaar 3) van hun beten van hoge ridderspoor. Uiteindelijk, aan het einde van het onderzoek, werden de twee groepen runderen gemengd en binnen 21 dagen aten alle runderen ridderspoor, inclusief de runderen die getraind waren om ridderspoor te vermijden (Ralphs en Olson, 1990).
Hoewel de meeste gifstoffen voedselaversies veroorzaken, zijn veel planten met veel gifstoffen ook voedzaam. Inname van voedzaam voedsel dat ook gifstoffen bevat, is meestal cyclisch. Dieren verhogen de inname van voedzaam, giftig voedsel totdat ze ziek worden van het gif in het voedsel en daarna verminderen ze de inname van het voedsel. Nadat het dier is hersteld van ziekte, verhoogt het opnieuw de opname vanwege de feedback van de voedingsstoffen in het voedsel en herhaalt de cyclus zich. Helaas eten ze soms te veel en sterven ze. Aan de rechterkant is een grafiek van de opname van ridderspoor door een enkele koe gedurende 30 dagen (Pfister et al., 1997).
Dieren moeten het gif kunnen proeven of een smaak die aan het gif is gekoppeld om veranderingen in de gifconcentraties in voedsel te kunnen detecteren. Als de toxineconcentratie toeneemt maar de smaak van de plant niet verandert, kunnen dieren de toename niet waarnemen en kunnen ze te veel van de plant eten. In sommige omstandigheden verandert de concentratie van het toxine niet, maar neemt de beschikbaarheid ervan toe. Planten die cyanogene glycosiden bevatten, zijn bijvoorbeeld relatief veilig voor herkauwers om te eten. Het cyanide in deze verbindingen komt pas vrij als het een interactie aangaat met een enzym in de plant terwijl het dier het voedsel kauwt of tijdens de spijsvertering. Na vorst breken de celmembranen van planten echter, waardoor cyanogene glycosiden en het enzym zich kunnen mengen. Al het cyanide in de plant is dus beschikbaar zodra het dier de plant eet, waardoor het erg giftig wordt. De smaak van de plant verandert niet, maar de toxiciteit neemt toe (Knight en Walter, 2001).
Stress verhoogt de potentie van een toxine. De alkaloïden in ridderspoor veroorzaken bijvoorbeeld een aversie, maar ze veroorzaken ook spierverlamming en ademhalingsproblemen. Als een dier ridderspoor eet en vervolgens gestrest raakt door een roofdier of een herder, werken de spieren niet goed vanwege het gif in ridderspoor en sterft het dier door ademhalingsproblemen.
Nieuwe omgevingen veroorzaken ook stress. Dezelfde dosis van een toxine heeft een veel groter effect in een onbekende omgeving dan in een bekende. Stress versterkt de werking van het gif op het dier, waarschijnlijk door de effectiviteit van ontgiftingsprocessen te verminderen, net zoals chronische stress immuunreacties onderdrukt. Het eten van giftige planten in hoeveelheden die in vertrouwde omgevingen subdodelijk zijn, kan dus dodelijk zijn in onbekende gebieden (Siegel, 1976). In nieuwe omgevingen zullen dieren ook minder geneigd zijn om nieuw voedsel te proberen en is de kans groter dat de afkeer van voedsel zal verdwijnen. Dus als een nieuwe locatie nieuwe voedingsmiddelen en vertrouwde giftige voedingsmiddelen bevat, kunnen dieren bekende giftige voedingsmiddelen verkiezen boven nieuwe voedingsmiddelen (Burritt en Provenza, 1997).
Dorstige dieren hebben vaak geen eetlust. Als er hoge dichtheden van giftige planten groeien in de buurt van waterpunten, kunnen dorstige dieren, zodra ze drinken, giftige planten te veel binnenkrijgen terwijl ze wachten op de rest van de kudde of kudde om te drinken. Normaal gesproken, als dieren de keuze hebben tussen het eten van giftig voedsel of verhongeren, zullen ze in de meeste gevallen giftige planten eten. Dieren hebben voedzame alternatieven nodig als er giftige planten aanwezig zijn. In 1971 stierven bijvoorbeeld 1250 schapen door overmatige inname van halogeen. Schapen hadden een beperkte watervoorraad en hadden honger; als resultaat aten schapen 10 keer de hoeveelheid halogeton om de dood te veroorzaken (Figuur 3) (EPA, 1971). Schapen kunnen wat halogeton in hun dieet opnemen zonder nadelige effecten, mits halogeen langzaam aan hun dieet wordt toegevoegd om de pens zich te laten aanpassen aan de oxalaten in halogeton en schapen eten halogeton samen met andere planten (James en Cronin, 1974).
Dieren met een goed voedingspatroon eten minder snel giftige planten en zijn beter in staat om ze te ontgiften als ze ze wel eten. Bovendien kunnen magere dieren met een slechte lichaamsconditie meer last hebben van de effecten van giftige planten dan dieren met een gemiddelde lichaamsconditie. Bij het consumeren van giftige planten hebben dieren met een slechte lichaamsconditie hogere concentraties gifstoffen in hun bloed dan dieren met een gemiddelde lichaamsconditie (Lopez-Ortiz et al., 2004).
Managers kunnen de verliezen aan vee als gevolg van giftige planten mogelijk verminderen als ze begrijpen waarom dieren bezwijken voor giftige planten. Dieren langzaam laten kennismaken met gebieden met giftige planten, weten hoe het gif de dieren beïnvloedt, alternatief voer en voldoende water bieden en giftige planten in de buurt van waterpunten verwijderen, helpen de dieren veilig te houden.
Referenties
Burritt, EA, en FD Provenza. 1991. Vermogen van lammeren om te leren met een vertraging tussen voedselinname en de gevolgen van maaltijden die nieuw en vertrouwd voedsel bevatten. Appl. Anim. Gedrag Wetenschap. 32:179-189.
Burritt, EA en FD Provence. 1997. Effect van een nieuwe omgeving op de vorming en persistentie van een geconditioneerde voedselaversie en inname van nieuw voedsel door schapen. Appl. Anim. Gedrag Wetenschap. 54:317-325.
EPO. 1971. het Seep Death Incident in januari 1971 nabij Garrison, Utah. Radiologisch Onderzoeksprogramma. US Atomic Energy Commission SF 54 373. November 1971.
James, LF en EH cronin. 1974. Managementpraktijken om de doodsverliezen van schapen die grazen op door Halogeton geteisterde gebieden te minimaliseren. J. Bereik beheren. 27:424–426.
Knight AP en Walter R.G. 2001. Een gids voor plantvergiftiging van dieren in Noord-Amerika. Teton New Media, Jackson, WY.
Lopez-Ortiz S, K.E. Panter, J.A. Pfister en K.L. Launchbaugh. 2004. Het effect van lichaamsconditie op de dispositie van alkaloïden van zilverachtige lupine (Lupinus argenteus Pursh) bij schapen. J. Anim. Wetenschap. 82:2798-2805.
Pfister, J.A., F.D. Provenza, G.D. Manners, D.R. Gardner en M.H. Ralph's. 1997. Inslikken van grote ridderspoor:kan vee de inname onder toxische niveaus reguleren? J Chem. Ecol. 23:759-777.
Pfister, JA, Gardner, DR, Cheney, CC, Panter, KE, Hall, J.0. 2010. Het vermogen van verschillende giftige planten om smaakaversie bij schapen te conditioneren. Kleine rum. Res. 90:114-119.
Provenza, FD, JJ Lynch en JV Nolan. 1993. Het relatieve belang van moeder en toxicose bij de selectie van voedsel door lammeren. J Chem. Ecol. 19:313-323.
Ralphs MH en JD Olson. 1990. Negatieve invloed van sociale facilitering en leercontext bij het trainen van vee om te voorkomen dat ze ridderspoor eten. J. Anim. Wetenschap. 68:1944-52.
Siegel, S. 1976. Morfine-analgetische tolerantie:de situatiespecificiteit ondersteunt een Pavloviaans conditioneringsmodel. Wetenschap 193:323-325.
