Птицы борются с инвазивными паразитами: вьюрки Дарвина вырабатывают антитела к мухам и вирусу оспы
Хотя некоторые виды находятся под угрозой, ни одна местная птица не вымерла на Галапагосских островах. Биологи из Университета Юты обнаружили, что вьюрки — птицы, которых изучал Дарвин — вырабатывают антитела против двух паразитов, занесенных на Галапагосы. Это говорит о том, что птицы могут бороться с чужеродными захватчиками.
Обнаружение, что средние земляные вьюрки (Geospiza fortis) производят антитела, специфичные к паразитам — вирусу оспы птиц (Poxvirus avium) и гнездовой мухе (Philornis downsi) — означает, что «следующий шаг — определить, помогает ли этот иммунный ответ птицам или вредит им», — говорит профессор биологии Дейл Клейтон, руководитель исследования. Антитела также могут быть вовлечены в аутоиммунные заболевания и аллергические реакции.
Тем не менее, исследование значимо, потому что «эти вьюрки — иконы эволюции, и этим иконам грозит вымирание», — отмечает Клейтон. «Первый вопрос: распознает ли иммунная система паразитов? Это исследование показывает, что да».
Исследование будет опубликовано 6 января в журнале PLoS ONE.
Ключевой вывод: «дикие виды могут реагировать на инвазивных паразитов, с которыми у них нет истории взаимодействия. Иммунная система активирована». Выработка антител «показывает, что птицы, возможно, способны дать отпор», — говорит соавтор Джен Куп.
По словам авторов, это первое исследование, показывающее, что дикий вид птиц производит антитела, специфичные к разным классам паразитов.
Два паразита
Исследование касалось двух паразитов, занесенных на Галапагосские острова:
- Вирус оспы птиц (Poxvirus avium): вызывает поражения на неоперенных частях тела птицы. Пальцы и лапы могут отмирать.
- Гнездовая муха (Philornis downsi) (основной фокус): личинки мухи заражают гнезда вьюрков, атакуют кожу птенцов, ухудшают их рост и даже убивают их.
На Галапагосах обитает 15 видов вьюрков, все произошедшие от общего предка. Пока ни одна местная птица там не вымерла, в отличие от, например, Гавайев. Ситуация может измениться с заносом гнездовых мух из других частей Южной Америки и комаров, переносящих вирус оспы.
Методы и результаты
Исследователи отловили вьюрков в 2008 году на двух островах:
- Остров Дафна Майор: обнаружен вирус оспы.
- Эль Гаррапатеро на острове Санта-Крус: обнаружены гнездовые мухи (96% гнезд были заражены).
У каждой птицы взяли небольшой образец крови из крыловой вены. С помощью ELISA-тестов проверили кровь на наличие антител к вирусу оспы и гнездовым мухам. Этот метод был специально адаптирован для данного исследования.
Результаты:
- Вьюрки на Дафна Майор имели в 3 раза более сильный иммунный ответ на вирус оспы, чем вьюрки с Санта-Крус, у которых не было признаков вируса.
- Вьюрки на Санта-Крус, протестированные в период гнездования (когда происходит заражение личинками мух), имели в 1.7 раза более сильный иммунный ответ на гнездовых мух, чем птицы, протестированные до гнездования.
Эволюционная гонка вооружений
Когда паразиты вторгаются в «наивную» популяцию, «вопрос в том, может ли хозяин развить защиту достаточно быстро», — говорит Клейтон. «В эволюционной биологии это называют гонкой вооружений между хозяином и паразитом».
Маловероятно, что вьюрки уже эволюционно развили защиту от этих конкретных паразитов. Однако, возможно, они «имеют генетическое разнообразие, которое позволяет им запускать иммунные ответы на паразитов, включая тех, с кем они раньше не сталкивались».
Сейчас Джен Куп изучает, помогает ли иммунный ответ вьюркам или, наоборот, ухудшает их состояние, снижая вероятность спаривания, кормления птенцов, наблюдения за хищниками и защиты территории.
Такие исследования срочно необходимы, потому что «в теории эти мухи могут привести к быстрому вымиранию видов птиц» на Галапагосах. «Перемещение паразитов людьми — большая проблема во всем мире», — заключает Клейтон.
Исследование было профинансировано в основном Национальным научным фондом (NSF).