鳥類免疫系統(tǒng)揭示了城市生活的嚴(yán)酷性
他們可能會貪婪地啄食餐桌 - 并且比溫暖的城市冬季的鄉(xiāng)村小鳥更容易 - 但事實(shí)證明,城市鳥類在內(nèi)部處于動蕩之中。研究人員發(fā)現(xiàn),農(nóng)村鳥類中許多內(nèi)部防御機(jī)制在城市中更為活躍。這些生物途徑正在抽出額外的抗氧化劑,免疫系統(tǒng)細(xì)胞和解毒劑 - 這表明城市生活正在挑戰(zhàn)他們的健康。
在全球范圍內(nèi),鳥類數(shù)量正在下降。根據(jù)保護(hù)組織BirdLife International去年公布的數(shù)據(jù),40%的鳥類種群數(shù)量在下降,而7%的鳥類數(shù)量在增加。BirdLife認(rèn)為城市化是對許多鳥類具有破壞性的一種力量,但有一些城市在城市中表現(xiàn)良好,例如適應(yīng)性強(qiáng)的山雀,其人口正在增加。
城市野生動物對掠食者,食物供應(yīng)和疾病的體驗(yàn)與該國的不同。這可能對他們有所幫助 - 例如,人類在他們的花園里為鳥類留下食物。但他們還必須應(yīng)對破碎的棲息地以及噪音,空氣和光污染。科學(xué)家們希望了解這些力量,以便更好地掌握一些鳥類種群的急劇下降。
瑞典的一個研究小組一直在研究生活在馬爾默市500個巢箱中的大山雀,以及森林中相似的數(shù)量。選擇大山雀部分原因是因?yàn)樗鼈兘?jīng)過充分研究,而且因?yàn)樗鼈兪褂贸蚕涫寡芯咳藛T能夠輕松找到并檢查它們。根據(jù)瑞典隆德大學(xué)的生態(tài)學(xué)家漢娜沃森博士的說法,研究人員在春季每周檢查一次盒子,用微小的天平稱重小雞,用適應(yīng)的統(tǒng)治者測量它們,然后用它們點(diǎn)血。
一項(xiàng)早期研究顯示,城市鳥類血液中循環(huán)的抗氧化劑水平高于農(nóng)村鳥類 - 這是一種抵御自由基 - 毒性氧原子攻擊的防御機(jī)制。“接觸空氣污染會產(chǎn)生更多的自由基(在體內(nèi)),然后可以增加所謂的氧化應(yīng)激 - 一種細(xì)胞水平的壓力,”沃森博士說。“自由基會對DNA,脂質(zhì),蛋白質(zhì) - 細(xì)胞中的所有大分子造成損害。”
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為了更詳細(xì)地探討其后果,她在一個名為URBAN EPIGENETICS的項(xiàng)目中比較了兩個種群之間的RNA(DNA對應(yīng))樣本。
雖然基因編碼生物的結(jié)構(gòu)和維護(hù),但它們只有在開啟或表達(dá)時才起作用。這通過一些化學(xué),甲基化發(fā)生,這可能是由環(huán)境因素引發(fā)的。
沃森博士發(fā)現(xiàn)負(fù)責(zé)城市鳥類免疫反應(yīng)的基因已被上調(diào),這意味著他們正在抵抗比農(nóng)村鳥類更多的感染。同樣地,其他基因,例如用于中和毒藥,用于炎癥和抗氧化劑生產(chǎn)以對抗自由基的基因,也被開啟。
“我們在表達(dá)的基因和表達(dá)的水平方面表現(xiàn)出很大的差異,”她說。“我們認(rèn)為這符合我們的預(yù)測,即生活在城市的鳥類會受到更多這些環(huán)境壓力因素的影響。”
但沃森博士說,這并不一定意味著城市鳥類正在遭受痛苦。“這可能只是表明他們能夠應(yīng)對和應(yīng)對。”
為了了解這些鳥是否正在大踏步地接受城市壓力,沃森博士參加了一項(xiàng)由她的同事領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究,在這項(xiàng)研究中,他們測量了鳥類染色體末端的帽子 - 端粒。
在過去的十年中,科學(xué)家們已經(jīng)證明,每次細(xì)胞分裂時端粒都會逐漸縮短,并且對其他應(yīng)激源的反應(yīng)也會逐漸縮短,最終達(dá)到衰老或衰退的階段,這與生物體的老年和死亡相對應(yīng)。實(shí)際上,事實(shí)證明,生物端粒的長度似乎預(yù)示著它的壽命。該團(tuán)隊(duì)推測,如果城市壓力實(shí)際上影響了大山雀的生存能力,這將在他們的端粒長度中顯示出來。
他們發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)備承諾的城市雛雞的端粒平均比新生的森林雛雞短。
清除
端粒最短的人無法應(yīng)對城市壓力,在成年之前就已經(jīng)死亡。矛盾的是,這意味著城市中的成年大山雀可能比普通的森林成年人更強(qiáng)壯,因?yàn)檩^弱的山雀被淘汰了。
沃森博士說:“只有真正優(yōu)質(zhì)的鳥才能在城市的雛鳥時期生存下來。事實(shí)上,研究人員認(rèn)為,雖然城市中的多個壓力源正在消滅年輕,較弱的鳥類,對于那些足以讓它走得那么遠(yuǎn)的人來說,他們在成年后的生活中可能不會有太大影響。
城市生活也可能意味著在自然棲息地中為物種提供良好服務(wù)的社會結(jié)構(gòu)已不再是必要的,甚至是有害的。
例如,野生的麻雀根據(jù)主要由大小決定的優(yōu)勢等級來相互競爭食物。但在城市中,有兩個關(guān)鍵的區(qū)別 - 食物更豐富,麻雀更小,可能是因?yàn)樗鼈儾恍枰獌Υ骟w脂,因?yàn)槎燧^溫和。這兩種因素都可能破壞他們通常競爭食物的方式。
同樣地,麻雀因其合作以捕捉潛在捕食者的方式而聞名。但是,當(dāng)危險(xiǎn)從猛禽轉(zhuǎn)變?yōu)樨埢蚬窌r,這種行為可能變得多余。
隨著他們的數(shù)量在下降,但在全球仍然高達(dá)13億,他們的堅(jiān)韌,侵略和在人類周圍生存的能力表明他們似乎在城市地區(qū)表現(xiàn)良好。
荷蘭奈梅亨Radboud大學(xué)的動物生態(tài)學(xué)家Lyanne Brouwer博士正在研究各種城市棲息地的麻雀,因?yàn)樗麄冊谝粋€名為UrbanBird的項(xiàng)目中參與其合作和競爭行為,該項(xiàng)目將持續(xù)到2020年。
她正在利用普通人收集的觀察結(jié)果,以及她自己的實(shí)地工作來了解麻雀互相交流方式中任何行為改變的原因和長期影響。最終,這可以幫助預(yù)測城市化如何影響其他物種和生物多樣性。
“看到可能影響社會行為的所有因素,例如食物可用性或周圍的食肉動物,在城市中都是非常不同的 - 所以這會對這些社會行為產(chǎn)生怎樣的影響,這真的很有趣?事實(shí)證明對這些行為如何在城市中發(fā)生變化一無所知,“她說。
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