Исследователи Атлантического университета Флориды в течение последних пяти лет изучали взаимосвязь между микробиомами кишечника певчих птиц и их внешним видом.
Популяции животных могут демонстрировать значительные различия в индивидуальной приспособленности и микробиота является потенциально малоизученным фактором, влияющим на здоровье хозяина. Бактериальное разнообразие и структура сообщества микробиома кишечника связаны со многими аспектами приспособленности животных, но относительно мало известно об общих чертах этих взаимосвязей в диких популяциях и таксонах, не относящихся к млекопитающим. Хотя связи между микробиомом кишечника и другими признаками были описаны в лабораторных экспериментах с животными в неволе, мало что известно об этих связях у диких животных, и еще меньше - у птиц.
В недавнем исследовании на примере певчей птицы северного кардинала (Cardinalis cardinalis), впервые описано, как микробиом дикой птицы связан с ее декоративностью и состоянием организма. Эта поразительно красивая певчая птица известна своим ярким красным оперением и отличительными чертами, включающими красный клюв и черную маску вокруг глаз. Результаты исследования, опубликованные в журнале Oikos, показывают, что разнообразие микробиома кишечника кардинала можно предсказать по состоянию его тела, а также по качеству его орнамента - красного оперения и клюва.
"Наши результаты подтверждают гипотезу о том, что здоровье дикой птицы связано с ее микробиомом и что «сексуальность» украшений самца может сигнализировать о его здоровье", - рассказал старший автор статьи Ринди Андерсон. "Этот вид с оперением, окрашенным каротиноидными пигментами, обусловленным половым отбором, предоставил нам уникальную возможность изучить, как эти признаки связаны с микробиотой кишечника. Яркая окраска кардиналов - хорошо известный пример того, как каротиноидные пигменты отражают качественные характеристики особи. Это исследование имеет важное значение для биологии охраны природы и способствует лучшему пониманию способов улучшения здоровья животных в таких учреждениях, как ветеринарные лечебницы для диких животных, зоопарки и аквариумы, а также программы разведения в неволе исчезающих видов», - считает Андерсон.
Исследователи брали пробы микробиома из клоаки диких кардиналов и измеряли индекс телосложения, оценили окраску украшений (клюва и оперения), взяли образцы крови для оценки глюкокортикоидной реакции на стресс. Для более глубокого понимания оси микробиота-кишечник-мозг у свободно живущих певчих птиц они описали исходные взаимосвязи или их отсутствие между различными аспектами этой системы у диких кардиналов.
«В целом, краснота и насыщенность орнамента кардиналов положительно коррелируют с индивидуальными характеристиками», - пояснил Андерсон. «Так, более насыщенная красная окраска указывает на большую каротиноидную пигментацию. Мы смогли показать, что окраска кардинала связана с разнообразием его микробиома». Как альфа-, так и бета-разнообразие бактерий было связано с индивидуальными различиями в состоянии организма птиц и некоторых половых признаках, но не с концентрацией глюкокортикоидов. Интенсивность окраски клюва также была связана с бета-разнообразием, указывая на то, что птицы с более схожими профилями окраски клюва имели более схожие структуры микробиомных сообществ.
Результаты, полученные в популяции свободно живущих певчих птиц, дополняют растущее число исследований, связывающих приспособленность птиц к жизни с характеристиками кишечного бактериального сообщества. «В конечном итоге наше исследование и последующие должны приблизить нас к ответу на общий вопрос о том, может ли микробиом кишечника птицы предсказывать индивидуальные качества», - отмечает Андерсон. Исследование также закладывает основу для манипулятивных экспериментов, позволяющих определить, как воздействие на приспособленность организма к условиям обитания и микробиом может нарушить эти взаимосвязи.
