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Agricoltura moderna
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La nostra ricerca ha dimostrato che gli animali possono imparare a distinguere tra piante sicure e nocive. Tuttavia, perché mangiano piante velenose e muoiono? Nella maggior parte dei casi, gli animali possono sapere se una pianta è sicura o dannosa perché mangiare qualsiasi pianta provoca un feedback dall'intestino al cervello. Il feedback di solito dice al corpo se un alimento contiene o meno alti livelli di tossine. Sfortunatamente, in alcune situazioni questo meccanismo per discriminare i cibi sicuri da quelli nocivi viene aggirato causando agli animali la sofferenza per l'eccessiva ingestione di piante velenose.
Molte persone presumono che solo le piante velenose contengano tossine, ma in realtà le tossine si trovano in tutte le erbe, le piante erbacee, gli arbusti e gli alberi. Anche le verdure che coltiviamo nei nostri giardini contengono basse quantità di tossine. I pomodori e le patate contengono alcaloidi, gli spinaci contengono ossalati, il mais contiene glicosidi cianogeni e il cavolo contiene glucosinolati. Mangiare piante significa ingerire tossine. Le piante velenose contengono tossine a concentrazioni così elevate da causare evidenti segni di avvelenamento, malattia o morte.
Affinché gli animali imparino che una pianta è dannosa, devono provare nausea dopo aver mangiato la pianta. La nausea fa sì che gli animali sviluppino un'avversione per la pianta, il che significa che smettono di mangiare o riducono l'assunzione della pianta. Gli alcaloidi nel locoweed, ad esempio, non sembrano causare nausea, quindi gli animali non possono imparare che il locoweed è dannoso. Delle tossine testate, la maggior parte provoca nausea e gli animali possono imparare a evitarle. Sfortunatamente, la maggior parte delle tossine non è stata testata (Pfister et al., 2010).
Gli animali possono imparare a evitare di mangiare cibi a condizione che il ritardo tra il mangiare e la malattia sia di 12 ore o meno. I topi ingeriscono eccessivamente d-Con perché la malattia e la morte non si verificano fino a 4-5 giorni dopo aver mangiato il cibo. Pertanto, è improbabile che le piante che causano problemi di tossicità cronica che si verificano nel corso di settimane o mesi, come malattie del fegato o desquamazione degli zoccoli, producano avversioni alimentari. Allo stesso modo, le piante che causano difetti alla nascita potrebbero non far ammalare abbastanza gli animali gravidi da impedire loro di mangiare di nuovo la pianta (Burritt e Provenza, 1991).
Il bestiame allevato in aree con piante altamente tossiche generalmente non muore mangiando quelle piante, ma gli animali nuovi nell'area possono farlo. Gli animali giovani imparano a evitare le piante che evitano le loro madri. Quando gli animali non hanno un modello da insegnare loro sulle piante altamente tossiche, possono mangiare troppo e morire prima di poter apprendere dal feedback che le piante sono dannose. D'altra parte, se i giovani allevati da madri esperte alla fine mangiano piccole quantità di piante che le loro madri evitano e si ammalano, sviluppano un'avversione per queste piante più forte che se sperimentassero la malattia senza avere la mamma come modello (Provenza et al., 1993). I produttori in alcune aree con piante altamente tossiche fanno assaggiare le piante a nuovi animali e poi le intubano nello stomaco con una soluzione sub-letale della pianta tossica in acqua per insegnare loro a evitare la pianta.
In alcuni casi, una pianta tossica può essere un nuovo alimento o il bestiame lo ha evitato. Se a questi animali viene consentito di pascolare con animali che mangiano prontamente la pianta tossica, presto tutti gli animali probabilmente inizieranno a mangiare la pianta. In uno studio di ricerca (Figura 1), un gruppo di bovini è stato addestrato a evitare il larkspur dosandoli con cloruro di litio subito dopo aver mangiato larkspur per la prima volta. Il cloruro di litio provoca nausea e avversioni alimentari. L'altro gruppo di bovini non ha ricevuto cloruro di litio dopo aver mangiato il larkspur quindi hanno prontamente mangiato il larkspur. I bovini addestrati per evitare lo speronella, non lo mangiarono per tre anni. Fintanto che il bestiame pascolava come gruppi separati, quelli addestrati a evitare la speronella non ricevevano morsi di spinarola, mentre i bovini che non evitavano la spinacora prendevano il 20% (anno 1), il 12% (anno 2) e l'11% (anno 3) dei loro morsi da sperone alto. Infine, alla fine dello studio, i due gruppi di bovini sono stati mescolati e nel giro di 21 giorni tutti i bovini stavano mangiando il larkspur, compresi quelli addestrati a evitare il larkspur (Ralphs e Olson, 1990).
Mentre la maggior parte delle tossine produce avversioni alimentari, molte piante ad alto contenuto di tossine sono anche nutrienti. L'assunzione di un alimento nutriente che contiene anche tossine tende ad essere ciclica. Gli animali aumentano l'assunzione di un alimento nutriente e tossico fino a quando non sperimentano la malattia a causa della tossina nel cibo e poi diminuiscono l'assunzione del cibo. Dopo che l'animale si è ripreso dalla malattia, aumenta nuovamente l'assunzione a causa del feedback dei nutrienti nel cibo e il ciclo si ripete. Sfortunatamente, a volte mangiano troppo e muoiono. A destra è riportato un grafico dell'assunzione di larkspur da parte di una singola vacca nell'arco di 30 giorni (Pfister et al., 1997).
Gli animali devono essere in grado di assaggiare la tossina o un sapore associato alla tossina per rilevare i cambiamenti nelle concentrazioni di tossine negli alimenti. Se la concentrazione della tossina aumenta ma il sapore della pianta non cambia, gli animali non possono rilevare l'aumento e potrebbero mangiare troppa pianta. In alcune circostanze la concentrazione della tossina non cambia ma la sua disponibilità aumenta. Ad esempio, le piante che contengono glicosidi cianogenici sono relativamente sicure da mangiare per i ruminanti. Il cianuro in questi composti non viene rilasciato fino a quando non interagisce con un enzima nella pianta mentre l'animale mastica il cibo o durante la digestione. Tuttavia, dopo un gelo, le membrane delle cellule vegetali si rompono consentendo ai glicosidi cianogenici e all'enzima di mescolarsi. Pertanto, tutto il cianuro nella pianta è disponibile non appena l'animale mangia la pianta, rendendola molto tossica. Il sapore della pianta non cambia ma la tossicità aumenta (Knight e Walter, 2001).
Lo stress aumenta la potenza di una tossina. Ad esempio, gli alcaloidi nella speronella provocano un'avversione ma causano anche paralisi muscolare e insufficienza respiratoria. Se un animale mangia lo sperone e viene stressato da un predatore o da un pastore, i muscoli non funzionano correttamente a causa della tossina presente nello sperone e l'animale muore per insufficienza respiratoria.
Anche i nuovi ambienti causano stress. La stessa dose di una tossina ha un effetto molto maggiore in un ambiente non familiare rispetto a uno familiare. Lo stress aumenta l'azione della tossina sull'animale, probabilmente diminuendo l'efficacia dei processi di disintossicazione, proprio come lo stress cronico sopprime le risposte immunitarie. Pertanto, mangiare piante tossiche in quantità subletali in ambienti familiari può essere mortale in aree sconosciute (Siegel, 1976). Nei nuovi ambienti, è anche meno probabile che gli animali provino nuovi cibi e le avversioni per i cibi hanno maggiori probabilità di estinguersi. Pertanto, se una nuova posizione contiene cibi nuovi e cibi tossici familiari, gli animali possono scegliere cibi tossici familiari piuttosto che nuovi cibi (Burritt e Provenza, 1997).
Gli animali assetati spesso non hanno appetito. Se vicino ai punti di abbeveraggio crescono densità elevate di piante velenose, una volta che gli animali assetati bevono, possono ingerire eccessivamente le piante velenose mentre aspettano che il resto della mandria o del gregge si abbeveri. Normalmente, se gli animali possono scegliere tra mangiare un cibo tossico o morire di fame, nella maggior parte dei casi mangeranno piante tossiche. Gli animali devono avere alternative nutrienti quando sono presenti piante tossiche. Ad esempio, nel 1971, 1250 pecore morirono per ingestione eccessiva di alogeno. Le pecore avevano scorte d'acqua limitate ed erano affamate; di conseguenza, le pecore hanno mangiato una quantità di alogeton 10 volte superiore a quella necessaria per causare la morte (Figura 3) (EPA, 1971). Le pecore possono incorporare un po' di halogeton nella loro dieta senza effetti negativi, a condizione che l'alogeno venga aggiunto lentamente alla loro dieta per consentire al rumine di adattarsi agli ossalati in halogeton e le pecore mangiano halogeton insieme ad altre piante (James e Cronin, 1974).
Gli animali con un buon piano nutrizionale hanno meno probabilità di mangiare piante velenose e sono maggiormente in grado di disintossicarle se le mangiano. Inoltre, gli animali magri in cattive condizioni fisiche possono avere maggiori probabilità di soffrire degli effetti delle piante velenose rispetto agli animali in condizioni fisiche normali. Quando consumano piante tossiche, gli animali in cattive condizioni fisiche hanno concentrazioni più elevate di tossine nel sangue rispetto agli animali in condizioni fisiche medie (Lopez-Ortiz et al., 2004).
I gestori potrebbero essere in grado di ridurre le perdite di bestiame dovute a piante velenose se capiscono perché gli animali soccombono a piante velenose. Introdurre gli animali lentamente in aree che contengono piante velenose, sapere in che modo la tossina colpisce gli animali, fornire foraggi alternativi e molta acqua e rimuovere le piante tossiche vicino ai punti di abbeveraggio aiuterà a mantenere gli animali al sicuro.
Riferimenti
Burritt, EA e FD Provenza. 1991. Capacità degli agnelli di apprendere con un ritardo tra l'ingestione di cibo e le conseguenze di pasti contenenti cibi nuovi e familiari. Appl. Anim. Comportamento Sci. 32:179-189.
Burritt, E.A. e F.D. Provenza. 1997. Effetto di un nuovo ambiente sulla formazione e la persistenza di un'avversione alimentare condizionata e sull'ingestione di nuovi alimenti da parte delle pecore. Appl. Anim. Comportamento Sci. 54:317-325.
EPA. 1971. L'incidente mortale di Seep del gennaio 1971 vicino a Garrison, Utah. Programma di ricerca radiologica. Commissione per l'energia atomica degli Stati Uniti SF 54 373. Novembre 1971.
James, L.F. e E.H. Cronin. 1974. Pratiche di gestione per ridurre al minimo le perdite per morte di pecore al pascolo sulla gamma infestata da Halogeton. J. Gamma Gestire. 27:424–426.
Knight A.P. e Walter R.G. 2001. Una guida all'avvelenamento da piante di animali in Nord America. Teton New Media, Jackson, WY.
Lopez-Ortiz S, K.E. Panter, J.A. Pfister e K.L. Launchbaugh. 2004. L'effetto della condizione corporea sulla disposizione degli alcaloidi dal lupino argenteo (Lupinus argenteus Pursh) nelle pecore. J.Anim. Sci. 82:2798-2805.
Pfister, JA, FD Provenza, G.D. Manners, D.R. Gardner e M. H. Ralphs. 1997. Ingestione di speroni alti:il bestiame può regolare l'assunzione al di sotto dei livelli tossici? J. Chem. Ecol. 23:759-777.
Pfister, J.A., Gardner, DR, Cheney, CC, Panter, K.E., Hall, J.0. 2010. La capacità di diverse piante tossiche di condizionare le avversioni del gusto nelle pecore. Rhum piccolo. Ris. 90:114-119.
Provenza, F.D., J.J. Lynch e JV Nolan. 1993. L'importanza relativa della madre e della tossicosi nella selezione degli alimenti da parte degli agnelli. J. Chem. Ecol. 19:313-323.
Ralphs MH e JD Olson. 1990. Influenza negativa della facilitazione sociale e del contesto di apprendimento nell'addestramento del bestiame per evitare di mangiare larkspur. J.Anim. Sci. 68:1944-52.
Siegel, S. 1976. Tolleranza analgesica alla morfina:la sua specificità della situazione supporta un modello di condizionamento pavloviano. Scienza 193:323-325.
