允許遷移的歌鳥身體變化可能會(huì)對人類健康產(chǎn)生影響

根據(jù)賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員的說法，在遷移之前，它們的體重高達(dá)50%并且睡眠很少的鳴禽在旅途中表現(xiàn)出免疫系統(tǒng)和組織修復(fù)功能的改變，這可能對人類健康產(chǎn)生影響。

“想象一下，如果你在參加馬拉松之前變得病態(tài)肥胖，你在競爭前幾天都沒有睡覺 - 而且你表現(xiàn)得如此之好，以至于你獲勝，”首席研究員，鳥類生物學(xué)副教授保羅巴特爾說?！叭缓?，考慮到你的心血管和代謝疾病通常會(huì)因肥胖或長期睡眠剝奪而受到保護(hù)。這就是我喜歡用來說明這些鳥類在遷移過程中發(fā)生的變化有多么驚人的例子。 “。盡管其他鳴禽在晚上進(jìn)行遷徙飛行時(shí)也發(fā)生了類似的變化，但Bartell所指的物種是白喉麻雀。他的研究小組，在農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院，研究鳥類'

巴特爾指出，許多鳥類在夜間進(jìn)行長時(shí)間，兩年一次的洄游航行，并且在一年中的這些時(shí)間里，鳥類大大減少了睡眠量，但在物理和認(rèn)知表現(xiàn)的測試中，奇怪地表現(xiàn)得像非遷移時(shí)期一樣。那一年。當(dāng)鳥類在一年中的其他時(shí)間被迫保持清醒時(shí)，這種固有的生理保護(hù)消失，因此這些保護(hù)性變化僅與夜間遷徙狀態(tài)有關(guān)。

為了觀察遷移變化的物理表現(xiàn)，研究人員對不同遷徙狀態(tài)下不同時(shí)間從鳥類采集的心臟和肝臟組織進(jìn)行了RNA序列分析，并使用遺傳分析對數(shù)據(jù)進(jìn)行了評估。他們發(fā)現(xiàn)基因表達(dá)的變化涉及多個(gè)系統(tǒng)和途徑，這些系統(tǒng)和途徑調(diào)節(jié)代謝，免疫功能，傷口修復(fù)和多器官系統(tǒng)保護(hù)的許多方面。

“我們選擇了心臟和肝臟，因?yàn)樾呐K是心血管系統(tǒng)輸出的良好代表，肝臟反映了生理波動(dòng)背后的化學(xué)變化，”Bartell說?！岸椅覀冎?，白喉麻雀的心臟在移動(dòng)時(shí)會(huì)改變大小，變大，使鳥類表現(xiàn)更好，然后在進(jìn)行遷徙活動(dòng)后收縮，而不會(huì)對器官造成功能性損傷?！?/span>

在最近發(fā)表在“科學(xué)報(bào)告”上的這項(xiàng)研究中，48只白喉麻雀在賓夕法尼亞州中心縣使用薄霧網(wǎng)捕獲，并運(yùn)往大學(xué)公園校園的動(dòng)物房屋。所有的禽類都在一個(gè)大型飛行籠中飼養(yǎng)和喂養(yǎng)六個(gè)月，以規(guī)范最近的生活史，避免對飲食和運(yùn)動(dòng)變化引起的結(jié)果產(chǎn)生不確定性。

在禁閉期間，研究人員操縱數(shù)小時(shí)的光照和黑暗來穩(wěn)定遷徙和非遷徙狀態(tài)，大致接近野外的季節(jié)性時(shí)間。

在這些條件下進(jìn)行解剖，可以在遷移和非遷移條件之間進(jìn)行比較，而不會(huì)因光照而導(dǎo)致差異。Bartell從之前的研究中了解到，白喉麻雀進(jìn)入遷徙狀態(tài)，并且根據(jù)內(nèi)部時(shí)鐘的時(shí)間，鳥類的行為和支持的形態(tài)和生理變化每年發(fā)生兩次，這通常與白天長度的變化同步。

他認(rèn)為，這項(xiàng)研究將使人們更加全面地了解鳥類在完成超耐力事件時(shí)動(dòng)態(tài)降低睡眠需求的獨(dú)特能力，而不會(huì)產(chǎn)生相關(guān)的負(fù)面影響。該研究為鳥類夜間遷徙過程中發(fā)生的季節(jié)性變化提供了新的見解。

但是除了禽類應(yīng)用之外，Bartell認(rèn)為他實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)開展的后續(xù)研究以及其他人將在鳴禽遷移生理學(xué)和人類健康之間建立可行的聯(lián)系?！斑@就是為什么海軍愿意支付這項(xiàng)研究費(fèi)用的原因，”巴特爾說，指的是海軍研究辦公室授予的資助?！暗艺J(rèn)為這個(gè)價(jià)值將高于僅僅學(xué)習(xí)如何讓我們的戰(zhàn)士在身體活躍和睡眠不足的情況下在更高的水平上運(yùn)作?！?/span>

他建議科學(xué)家最終能夠?qū)ⅧB類神奇的遷徙能力轉(zhuǎn)移到人類身上。最感興趣的是它們以高效率維持組織修復(fù)和重塑的能力。

他說：“與此同時(shí)，這些鳥類可以分解組織，為飛行提供燃料，并修復(fù)長時(shí)間使用導(dǎo)致的組織損傷?！薄白罱K，他們的身體為移植后的組織再生提供了一個(gè)干凈的腳手架網(wǎng)絡(luò)。”

Bartell將賓夕法尼亞州立大學(xué)哈克生命科學(xué)研究所***的基因組學(xué)設(shè)施與動(dòng)物科學(xué)系**鳥類設(shè)施的不同尋常的組合歸功于允許創(chuàng)新研究的進(jìn)行。

“在農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院，我們擁有美妙的動(dòng)物設(shè)施，”他說。“這項(xiàng)研究大部分是在家禽研究中心完成的，基本上整個(gè)建筑的翼都用于麻雀和其他鳥類。”