Мини-передатчики показали, как заражение паразитами влияет на локальное поведение ласточек в полёте
Заражённые паразитами ласточки перемещаются меньше и на меньшие расстояния, чем здоровые особи, что негативно сказывается на их успехе в поисках пищи и выживании. В результате инфицированные особи кормились в менее продуктивных районах, например, на сельскохозяйственных угодьях, которых их здоровые сородичи явно избегали.
Учёные из Института исследований зоопарков и дикой природы имени Лейбница (Leibniz-IZW) и Потсдамского университета, используя высокоточную систему отслеживания ATLAS, зафиксировали негативные эффекты таких инфекций, хотя внешне заражённые ласточки не проявляют признаков болезни. Система записывает точные данные о положении птиц с интервалом в одну секунду с помощью сверхлёгких передатчиков.
Результаты опубликованы в журнале Communications Biology.
Типичные эффекты таких субклинических инфекций — вялость, слабость и ограниченный радиус действия. Эти эффекты могут быть малозаметными, но иметь важные последствия для успеха в добывании пищи, а значит, для размножения или выживания особей.
Учёные из аспирантской школы BioMove исследовали влияние субклинических инфекций птичьими кровяными паразитами на ласточек и последствия для их перемещений. В течение нескольких лет они отлавливали городских ласточек (Delichon urbicum) и деревенских ласточек (Hirundo rustica), анализировали нагрузку паразитарной инфекции и оснащали их мини-передатчиками, которые передавали высокоточные данные в систему отслеживания ATLAS. Также проводилось исследование с повторным отловом, чтобы отследить долгосрочные последствия и влияние инфекций на выживаемость.
«Используя систему отслеживания ATLAS, мы смогли восстановить профили перемещений многих ласточек в течение сезона размножения — как здоровых, так и заражённых особей, — говорит Мариус Грабов, аспирант проекта BioMove в Leibniz-IZW и первый автор научной статьи. — У инфицированных особей обоих видов были меньшие домашние ареалы, чем у их незаражённых сородичей. Заражённые птицы также больше отдыхали и меньше времени тратили на поиск пищи».
Эти совокупные эффекты привели к тому, что заражённым ласточкам приходилось кормиться в местах, где насекомых было меньше. В частности, инфицированные птицы сокращали дальность и продолжительность своих кормовых полётов, вероятно, из-за физических ограничений, вызванных инфекцией, и часто кормились на сельскохозяйственных угодьях вблизи колонии, где пищи значительно меньше. В отличие от них, здоровые ласточки явно избегали таких ландшафтов при поиске пищи.
Учёные показали, что субклинические заболевания связаны с изменениями поведения. В исследовании от 11 до 76% ласточек были заражены ежегодно, а инфицированные особи имели более низкую вероятность выживания между годами. Особенно в сезон размножения ласточки зависят от высоких энергетических ресурсов, таких как насекомые. Следовательно, снижение потребления пищи многими птицами может влиять на демографию популяций.
«Для экологии важно больше сосредотачиваться на болезнях и патогенах как на возможных причинах вариаций в поведении при перемещении, так как это может дать информацию о состоянии популяций», — говорит профессор Стефани Крамер-Шаадт, руководитель отдела экологической динамики в Leibniz-IZW.
«При благоприятных условиях окружающей среды многие животные могут быть заражены, причём инфекция не будет иметь сильных негативных эффектов. Однако если эти условия ухудшатся — например, из-за изменения климата или землепользования — это может усилить негативные последствия инфекции. В крайних случаях это может даже привести к ускоренному сокращению или исчезновению пострадавших видов без очевидной причины».
Паразиты используют ресурсы своего хозяина. В результате хозяин вынужден тратить дополнительную энергию на иммунные функции. Заражённые животные часто становятся вялыми и подавляют активность, требующую много энергии. Учёные BioMove предположили, что поведение при перемещении может служить надёжным индикатором состояния хозяина.
«Чтобы проверить это, мы сосредоточились на широко распространённой группе кровяных паразитов, вызывающих так называемую птичью малярию, которые естественным образом часто встречаются у многих видов воробьиных», — говорит профессор д-р Ральф Тиденманн из Потсдамского университета.
«Птичьи кровяные паразиты, такие как плазмодии или лейкоцитозоиды, имеют сложные жизненные циклы с двумя хозяевами, в ходе которых они заражают эритроциты хозяина. В острой фазе эритроциты в конечном итоге разрушаются, что приводит к снижению транспорта кислорода к мышцам и органам. Это идеальная система для изучения физиологических эффектов инфекции на хозяина».
Это научное исследование — результат сотрудничества BioMove, Тель-Авивского университета и Еврейского университета в Иерусалиме, где была разработана система ATLAS. ATLAS — это «обратная» система GPS-отслеживания. Это означает, что передатчики на животных только отправляют закодированный сигнал, а позиция записывается и вычисляется локальными антеннами на месте. Это позволяет делать передатчики меньше и легче, так как им не нужно вычислять положение. С другой стороны, эта система требует наличия антенной инфраструктуры на местном уровне.