Изменения в организме певчих птиц при миграции могут иметь значение для здоровья человека
Певчие птицы, которые набирают до 50% своего веса перед миграцией и мало спят, демонстрируют измененную функцию иммунной системы и восстановления тканей во время перелета. Это может иметь значение для здоровья человека, как показали исследователи из Penn State.
Ведущий исследователь Пол Бартелл, доцент кафедры биологии птиц, сравнивает это состояние с участием в марафоне после набора веса и без сна, но с победой и без негативных последствий для здоровья. Хотя подобные изменения происходят у многих певчих птиц, совершающих ночные перелеты, в данном исследовании изучалась белогорлая зонотрихия (white-throated sparrow).
Ключевые особенности миграционного состояния
- Многие птицы совершают длительные ночные перелеты дважды в год, резко сокращая сон.
- При этом их физические и когнитивные способности не ухудшаются.
- Эта физиологическая защита проявляется только во время миграционного состояния и исчезает в другие периоды года.
Методология исследования
Для выявления физических проявлений изменений исследователи провели RNA-sequence анализы тканей сердца и печени птиц, собранных в разное время суток и при разных миграционных состояниях. Данные оценивались с помощью генетического анализа.
- Сердце представляет сердечно-сосудистую систему (оно увеличивается в размерах перед миграцией, а затем уменьшается без повреждений).
- Печень отражает химические изменения, стоящие за физиологическими колебаниями.
Были выявлены изменения в экспрессии генов, затрагивающие множество систем и путей, регулирующих метаболизм, иммунную функцию, заживление ран и защиту органов.
Условия эксперимента
В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, участвовали 48 птиц, отловленных в Пенсильвании. Их содержали в большом вольере 6 месяцев, стандартизируя диету и условия. Исследователи манипулировали световым режимом, чтобы смоделировать миграционное и немеграционное состояния, синхронизированные с внутренними часами птиц.
Значение для человека
Пол Бартелл считает, что дальнейшие исследования установят связь между физиологией миграции певчих птиц и здоровьем человека. Исследование финансировалось Управлением военно-морских исследований США (Office of Naval Research).
- Особый интерес представляет способность птиц одновременно расщеплять ткани для получения энергии и эффективно восстанавливать повреждения от длительной нагрузки.
- В перспективе это может помочь понять, как улучшить работоспособность людей в условиях физической активности и депривации сна, а также поддержать регенерацию тканей.
Исследование стало возможным благодаря уникальной инфраструктуре Penn State: современным геномным центрам в Huck Institutes of the Life Sciences и передовым птичьим объектам в Департаменте зоотехники (Department of Animal Science).