Термография: перспективный инструмент для измерения стресса у диких животных
Термографическая технология готова изменить изучение стрессового ответа у диких животных. Исследователи из Университета Тафтса доказали, что температурные сдвиги, измеряемые этим неинвазивным методом, коррелируют с другими физиологическими изменениями у животных.
Пол Джерем, стипендиат программы Марии Кюри, и профессор биологии Майкл Ромеро впервые отследили связь между изменениями температуры тела и частоты сердечных сокращений, объединив термографию с мониторингом сердечного ритма.
Их выводы, опубликованные в Journal of Experimental Biology, «подтверждают, что температура поверхности тела может служить индикатором активации симпатической нервной системы при остром стрессе».
Определение уровня хронического стресса — критически важная информация для экологов и политиков, занимающихся защитой популяций диких животных. Традиционно для этого требовалось отлавливать животных и брать у них анализы крови на гормоны стресса. Этот метод не только сложен, но и нарушает естественное поведение животных, усиливая тот самый стресс, который ученые стремятся понять и уменьшить.
Поскольку исследователи подтвердили эффективность термографии как монитора стресса, они полагают, что этот метод станет более простой альтернативой, позволяющей сделать многое из невозможного традиционными методами.
Термография, свободная от недостатков повторного забора крови, «предоставляет очевидные возможности для отслеживания развития реакции во времени, установления детальных индивидуальных фенотипов ответа и связи физиологии острого стресса с приспособленностью».
Методология исследования
Работа объединила два подхода к измерению стресса у домовых воробьев:
- Джерем измерял температуру поверхности с помощью инфракрасной термографической камеры, направленной на насест. Камера регистрировала температуру области глаза и клюва, которая в состоянии покоя составляла около 99°F (~37.2°C). После контакта с человеком температура у птиц снижалась.
- Ромеро использовал разработанный им миниатюрный «рюкзачок» с эхокардиографическим передатчиком размером с десятицентовик для мониторинга сердечного ритма у птиц.
Снижение температуры отражает активацию симпатической нервной системы: при ощущении опасности кровь отводится к жизненно важным органам (сердцу, мозгу), что охлаждает остальные части тела.
Значение и перспективы
- Устройство для мониторинга сердечного ритма позволило изучать не только активацию симпатической нервной системы, но и на основе этих данных моделировать метаболическую скорость — ключевой показатель, связывающий пищевые ресурсы с приспособленностью (выживанием, репродукцией).
- Любые разрушительные изменения среды (засуха, пожары) могут влиять на метаболические процессы и, следовательно, на способность животного пережить эти изменения.
- Термография особенно хорошо подходит для получения повторных измерений, необходимых для определения вариабельности стрессового ответа внутри и между особями, что сложно сделать с помощью забора крови.
- Применение метода может включать сбор данных об индивидуальном стрессе для понимания изменений на уровне сообществ и выявления популяций, находящихся в группе риска.
- Например, можно оценить влияние экотуризма (контакта с человеком) на виды, вызывающие опасения с точки зрения сохранения, с минимальным вмешательством, и предсказать динамику популяции на основе этих индивидуальных реакций.
Исследователи полагают, что термография обладает «преобразующим потенциалом для улучшения нашего понимания того, как дикие животные используют стресс для адаптации к меняющейся среде».