Songbird-die Veränderungen des Körpers, die es ermöglichen, die migration haben kann, die menschliche Gesundheit Auswirkungen

Singvögel, die pack auf mehr als 50 Prozent von Ihrem Körpergewicht, bevor Sie die Migration und schlafe sehr wenig, weisen ein verändertes Immunsystem und Gewebe-Reparatur-Funktion während der Fahrt, die halten kann Folgen für die menschliche Gesundheit, nach der Penn State Forscher.

„Stell dir vor, Sie als krankhaft fettleibig, bevor man einen marathon läuft, schlafen Sie nicht ein paar Tage vor dem Wettbewerb-und Sie so gut spielte, dass Sie gewinnen“, sagte der leitende Forscher Paul Bartell, associate professor of avian biology. „Dann sollten, Sie waren geschützt vor den Herz-Kreislauf-und Stoffwechsel-Krankheiten, die normalerweise nach sich ziehen würde, sei es übergewicht oder langfristigen Schlafentzug. Das ist das Beispiel, das ich mag zu verwenden, um zu zeigen, wie toll die änderungen, die auftreten, in diesen Vögeln um eine migration zu erlauben.“ Obwohl ähnliche Veränderungen treten auch in anderen Singvögel, die Ihre Migrations-Flüge bei Nacht, die Arten, Bartell bezieht sich auf die white-throated sparrow. Seine Forschergruppe in der College of Agricultural Sciences, studierte die Vögel‘ physiologische Mechanismen, die einem Schutz vor den Folgen von Schlafentzug, während gleichzeitig ermöglicht die erhöhte körperliche Leistung, die für die migration.

Viele Vögel verpflichten lang, halbjährlich, wandernde Reisen während der Nacht, Bartell festgestellt, und während dieser Zeit des Jahres, Vögel drastisch reduzieren Sie Ihre Menge an Schlaf, doch seltsamerweise so gut auf tests der physischen und kognitiven Leistung als bei nicht-Migration Zeiten des Jahres. Diese inhärente physiologische Schutz verschwindet, wenn die Vögel gezwungen sind wach zu bleiben, zu anderen Zeiten des Jahres, so dass diese Schutzhülle nur änderungen sind im Zusammenhang mit der nächtlichen Zugvögel Zustand.

Um zu sehen, die physische manifestation der wandernden änderungen, die Forscher durchgeführten RNA-Sequenz-Analysen von Herz-und Leber-Gewebe aus gesammelten Vögel zu verschiedenen Zeiten des Tages unter verschiedenen wandernden Staaten und ausgewertet werden die Daten mit genetischen Analysen. Sie identifizierten Veränderungen in der expression der gene, denen mehrere Systeme und Wege, Steuern viele Aspekte des Metabolismus, Immunfunktion, Wundheilung und Schutz mehrerer Organsysteme.

„Wir wählten das Herz und die Leber, denn das Herz ist ein guter Vertreter des Herz-Kreislauf-system-Ausgang und der Leber reflektiert die chemischen Veränderungen hinter physiologischen Schwankungen“, Bartell sagte. „Und wir wissen, dass das Herz des white-throated sparrow wird, ändern Sie die Größe, wenn Sie migrieren, immer größer, so dass die Vögel besser, und dann schrumpfen nach dem Eingriff in den wandernden Tätigkeit ohne funktionelle Schäden an der Orgel.“

In der Studie, die kürzlich in Wissenschaftlichen Berichten, 48 weiß-throated Spatzen gefangen genommen wurden, mit Nebel-Netze in Centre County, Pennsylvania, transportiert und Tierhaltung an der University Park campus. Alle Vögel wurden untergebracht und gefüttert werden zusammen in einem großen Flug-Käfig für sechs Monate zu standardisieren vergangenen Lebensgeschichte und vermeiden die Einführung der Unsicherheit in die Ergebnisse, verursacht durch Variationen in der Ernährung und Bewegung.

Während der Entbindung, Forscher manipuliert Stunden von Licht und Dunkelheit zu stabilisieren, sowohl der wandernden und nicht-wandernden Staaten, etwa die Angleichung der saisonalen timing in der wildnis.

Die Durchführung Dissektionen unter diesen Bedingungen erlaubt Vergleiche zwischen wandernden und nicht-wandernden Bedingungen ohne Abweichungen, verursacht durch Lichteinwirkung. Bartell wussten von der vorhergehenden Forschung, die weiß-throated Spatzen geben Sie einen wandernden Staat und die Vögel Verhalten und die Unterstützung der morphologischen und physiologischen Veränderungen, die auftreten, zweimal im Jahr, basierend auf das timing der inneren Uhr, die in der Regel synchronisiert, um änderungen in der Tageslänge.

Er glaubt, dass die Forschung führt zu einem besseren Verständnis der Vögel‘ einzigartige Fähigkeit, dynamisch zu reduzieren, Schlaf Anforderungen sind, während Sie ultra-Ausdauer-events ohne die damit verbundenen negativen Folgen. Die Studie liefert neue Einblicke in die jahreszeitlichen Veränderungen, die auftreten, während der nocturnal migration von Vögeln.

Aber darüber hinaus avian-Anwendungen, Bartell denkt follow-on-Studien laufen bereits in seinem Labor und andere kommen wird, schaffen tragfähige verbindungen zwischen songbird wandernden Physiologie und der menschlichen Gesundheit. „Das ist der Grund, warum die Marine war bereit, zu zahlen für die Studie“ Bartell sagte, bezieht sich auf eine Finanzhilfe durch das Office of Naval Research. „Aber ich denke, der Wert wird höher sein, als nur zu lernen, wie man unser Krieg Kämpfer Funktion auf einer höheren Ebene, wenn Sie körperlich aktiv und schlafen beraubt.“

Er schlug vor, dass Wissenschaftler vielleicht irgendwann in der Lage sein zu transfer-Aspekte der Vogel wunderbare wandernde Fähigkeiten auf den Menschen. Besonders interessant ist Ihre Fähigkeit zu pflegen, Gewebe-Reparatur und Umbau auf hohe Effizienz.

„Gleichzeitig, die Vögel brechen die Gewebe für die Betankung Flug und beheben Sie Schäden an Gewebe, die aus längeren Einsatz“, sagte er. „Und letztendlich Ihre stellen sorgen für ein sauberes Gerüst-Netzwerk für Gewebe nachwachsen der Haare nach der migration.“

Bartell gutgeschrieben Penn State ungewöhnliche Kombination von state-of-the-art-genomische Einrichtungen an der Universität Huck Institute des Life Sciences-und top-of-the-line-Vogel-Einrichtungen in der Abteilung für Tier-Wissenschaft für die Zulassung der innovativen Forschung zu gehen.

„In der College of Agricultural Sciences, wir sind gesegnet mit wunderbaren Tier-Einrichtungen“, sagte er. „Viel von dieser Studie wurde in der Geflügel Research Center, wo die im wesentlichen einen gesamten Flügel des Gebäudes ist für Spatzen und andere Vögel.“