Птицы одного вида по-разному реагируют на инфекцию
Исследователи из Принстонского университета впервые задокументировали, что разные популяции одного вида животных по-разному реагируют лихорадкой на борьбу с инфекцией в дикой природе.
Исследование, в котором использовались радиопередатчики для регистрации лихорадки и поведения, связанного с болезнью, у певчих воробьёв, может помочь учёным прогнозировать места, где болезни, переносимые животными, с наибольшей вероятностью закрепятся.
Лихорадка возникает у животных, когда иммунная система повышает температуру тела, чтобы сделать внутреннюю среду менее благоприятной для патогенов. Лабораторные исследования показали, что реакции лихорадки могут сильно различаться не только между видами, но и между особями одного вида. Однако попытки проверить теории о том, что иммунные реакции «дорого обходятся» животным и конкурируют с другими процессами, такими как размножение, были затруднены из-за сложности регистрации таких реакций у диких животных.
Теперь, с помощью достижений в радиотелеметрии, команда экологов под руководством аспиранта Принстона Джеймса Адельмана смогла измерить лихорадку и поведение при болезни у разных популяций североамериканских певчих воробьёв в дикой природе. Результаты были опубликованы 31 марта в журнале Functional Ecology.
Учёные отловили группы воробьёв в Южной Калифорнии и Западном Вашингтоне. Для стимуляции иммунного ответа половине птиц в каждой группе сделали небольшую инъекцию бактериальных клеточных стенок, вызывающую лихорадку примерно на один день. Всем птицам на спину прикрепили небольшой передатчик, который в течение 20 часов отправлял данные об их температуре тела и активности.
Введённые воробьи в обеих популяциях почти не показали повышения температуры тела днём. Ночью же, когда птицы обычно снижают метаболизм и температуру тела на 3–4 градуса Цельсия, чёткие различия между популяциями проявились:
- Инъецированные калифорнийские воробьи имели среднюю температуру тела более чем на 2°C выше, чем необработанные особи в группе.
- Инъецированные воробьи из Вашингтона имели среднюю температуру тела лишь примерно на 1°C выше своих неинъецированных собратьев — и только в первой половине ночи.
Для птицы весом около 20 грамм и нормальной ночной температурой 38–40°C повышение на один градус является значительным, а повышение на четыре градуса может быть опасным.
Исследователи предполагают, что различия связаны с продолжительностью сезона размножения. В Вашингтоне он короткий (около 100 дней), и воробьи, вероятно, вынуждены вкладывать большинство ресурсов в размножение, так как инвестиции в иммунный ответ могут снизить их репродуктивный успех. В Южной Калифорнии более длительный сезон размножения (150 дней), поэтому у воробьёв может быть больше времени, чтобы компенсировать затраты энергии, и они могут уделять больше внимания иммунной реакции.
«Работа Адельмана и его коллег — это по-настоящему захватывающая междисциплинарная наука», — сказала биолог Линн Мартин, не участвовавшая в исследовании.
В будущих исследованиях команда намерена выяснить, отражают ли наблюдаемые различия в реакции лихорадки эволюционные изменения на генетическом уровне или различия в факторах окружающей среды, а также оценить молекулярные механизмы, лежащие в основе вариаций иммунного ответа.