Мышцы определяют атлетические способности птиц
Структура мышц и размер тела предсказывают спортивные результаты олимпийских атлетов, таких как спринтеры. То же самое, как выяснилось, справедливо и для диких морских птиц, способных преодолевать сотни километров в день в поисках пищи, согласно недавней статье ученых из университетов Макгилла и Колгейта, опубликованной в Journal of Experimental Biology.
Исследователи изучали колонию небольших чаек, известных как черноногие моевки, которые гнездятся в заброшенной радиолокационной башне на острове Миддлтон, Аляска. Они прикрепили к моевкам GPS-акселерометры — «Fitbit для птиц» — чтобы отслеживать их полет, и обнаружили, что те иногда преодолевают до 250 км в день, чтобы найти пищу для птенцов.
Совместив данные GPS-трекеров с микроскопическими образцами мышц некоторых птиц, исследователи обнаружили, что, несмотря на менее частые взмахи крыльев, птицы с более крупными мышечными волокнами могли летать так же быстро, как и птицы с мелкими волокнами. Также выяснилось, что у птиц, летавших быстрее, в мышечных клетках было больше ядер (которые производят белки для полета), что позволяло активировать больше мышечных волокон.
Тренировка для роста мышц
Спортсмены тренируются для поддержания тонуса мышц. То же самое, вероятно, происходит и с моевками: особи, которые больше «тренируются» (то есть больше летают), имеют лучше развитые мышцы, чем те, что двигаются меньше.
«Эти птицы — не лежебоки. Очевидно, как и элитные спортсмены, они должны иметь соответствующее тело и мышцы в отличной форме, чтобы преодолевать такие большие расстояния для кормления потомства. Но долгое время в биологии стоял вопрос, почему одни особи справляются с этим намного лучше других, — говорит Кайл Эллиотт, соавтор исследования. — Прошлые исследования фокусировались на уровне гормонов, массе тела или количестве эритроцитов как предикторах летных способностей. Мы же обнаружили, что полет предсказывает именно структура мышц вместе с массой тела».
Миниатюрные смартфоны для отслеживания диких птиц
«С помощью данных с GPS-акселерометров мы можем многое узнать об этих птицах: куда они летят за пищей, как быстро летают и как часто взмахивают крыльями, — говорит первый автор статьи Кристен Лалла. — Раньше одной из проблем при измерении структуры мышц у мелких птиц была необходимость биопсии».
Во время исследования в 2017 году в заливе Аляска наблюдалась самая крупная зарегистрированная морская тепловая волна, и моевкам пришлось летать за пищей в 4–5 раз дальше, чем до нее. Исследователи планируют продолжить работу, чтобы определить, как меняются структура мышц и летные показатели в менее экстремальных условиях.