ЛЕНТА

Куропатки пожертвовали иммунитетом ради выживания в зимней Арктике

Тундровая куропатка (Lagopus muta)

Donald Quintana / Flickr

Исследователи из Швеции и Норвегии обнаружили, что тундровые куропатки с полярного архипелага Шпицберген в зимнее время тратят на борьбу с инфекциями меньше энергии, чем весной. Это позволяет сохранить больше ресурсов для поддержания температуры тела. Как отмечают авторы в своей статье в журнале Journal of Experimental Biology, такая стратегия может показаться рискованной, однако она, похоже, хорошо работает в высоких широтах, где патогенные микроорганизмы и вирусы неактивны на протяжении большей части года.

В холодный период года животные сталкиваются с нехваткой пищи, что вынуждает многих из них мигрировать или резко снижать уровень метаболизма. Тем не менее, некоторые птицы и млекопитающие не только зимуют в высоких широтах, но и остаются активными. Чтобы пережить трудные времена, им необходимо разумно управлять энергетическими ресурсами, в первую очередь используя их для терморегуляции и урезая расходы на другие функции организма.

Иммунная система расходует много энергии, поэтому неудивительно, что животным приходится идти на компромисс между ее работой и поддержанием температуры тела. В результате интенсивность иммунных реакций в холодное время года у многих видов теплокровных снижается. Пока неясно, что именно служит причиной для сезонных изменений иммунитета — температура, длина светового дня или состояние организма.

Шведские и норвежские ученые под руководством Андреаса Норда (Andreas Nord) из Лундского университета проанализировали баланс между работой иммунной системы и терморегуляцией на примере шпицбергенского подвида тундровой куропатки (Lagopus muta hyperborea), населяющего одноименный архипелаг и Землю Франца-Иосифа. Это единственная птица, зимующая так далеко на севере, что делает ее идеальным объектом для подобных исследований. Пережить зиму куропаткам помогают теплоизоляционное оперение, запасы жира и снижение двигательной активности.

Исследователи провели эксперименты с 12 взрослыми самцами, шесть из которых появились на свет в неволе, а шесть были отловлены на Шпицбергене в возрасте одной-трех недель. В вольерах, где жили куропатки, поддерживалась продолжительность светового дня, аналогичная шпицбергенской. Зимой птицам, содержавшимся в полной темноте при температуре ноль градусов Цельсия, ввели липополисахарид кишечной палочки (Escherichia coli) — непатогенный антиген, запускающий врожденную иммунную реакцию, которая проявляется в форме лихорадки.

После этого у куропаток измеряли температуру тела, скорость метаболизма в покое и уровень биомаркеров иммунного ответа. Кроме того, в течение трех недель после заражения фиксировались аппетит птиц и изменения массы их тела. Затем эксперимент повторили при других условиях: зимой в полной темноте и после резкого снижения температуры до минус 20 градусов Цельсия, а также весной при круглосуточном освещении и температурах ноль градусов Цельсия и минус 20 градусов Цельсия.

Оказалось, что у куропаток, которых подвергали ложному заражению зимой, метаболизм был в среднем на четыре процента ниже базового уровня. В то же время весной инъекция бактериального липополисахарида повышала уровень обмена веществ в среднем на девять процентов. Это говорит о том, что в зимний период птицы предпочитали тратить меньше энергии на борьбу с инфекцией.

Биомаркеры иммунной реакции также вели себя необычно. Уровень большинства из них снижался через десять часов после заражения, а затем либо медленно рос, либо оставался на низком уровне. Судя по этим данным, организм куропаток расходовал уже имеющиеся иммунные клетки и очень медленно синтезировал новые. Долгий период отказа от пищи и снижения массы после «заражения», составлявший в среднем 9 дней, также указывает на медленное выведение токсинов из организма.

Таким образом, при дефиците пищи в холодное время тундровые куропатки снижали расходы на борьбу с инфекциями, чтобы не тратить ресурсы, необходимые для терморегуляции. Эта стратегия может показаться рискованной, поскольку она повышает их уязвимость к инфекциям в холодное время года. Однако авторы предполагают, что такой компромисс оправдан в условиях крайнего севера, где разнообразие и скорость передачи патогенов невелики на протяжении большей части года. К сожалению, быстрые изменения климата и освоение Арктики людьми могут ускорить распространение инфекций и поставить существование удивительных птиц под угрозу.

С суровыми зимними условиями сталкиваются не только птицы, но и мелкие млекопитающие — например, обыкновенные бурозубки (Sorex araneus). Эти насекомоядные активны при отрицательных температурах и при этом не делают запасов. К зиме масса тела и объем мозга бурозубок снижаются, что должно приводить к ускорению метаболизма. Однако по непонятной причине этого не происходит.

Сергей Коленов

источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!
Установите приложение MEGANEWS на Google Play
УСТАНОВИТЬ
Закрыть
Закрыть

Обнаружен Adblock

Поддержите нас, пожалуйста, отключив блокировку рекламы.