Кишечный микробиом перелетных птиц изменяется при миграциях

У большинства млекопитающих состав кишечного микробиома тесно связан с видом животного и его эволюционной историей, но у птиц эта связь кажется более слабой. Предыдущие исследования показали, что микробиота птиц определяется в большей степени тем, где они живут, а не видом. Исследователи из США показали, что бактериальный состав кишечника одной и той же перелетной птицы радикально изменяется в зависимости от ее местообитания.

Для исследования выбрали древесницу Киртланда, или мичиганского лесного певуна (Dendroica kirtlandii), малую певчую птицу с желтым оперением на груди, названную в честь доктора, политика и натуралиста Джареда Поттера Киртланда. В XX веке эта птица находилась под угрозой полного вымирания, к 1987 году в популяции осталось всего 167 самцов. В настоящее время численность стабилизировалась, во многом благодаря природоохранным мерам.

Маршрут миграции древесницы Киртланда протянулся от Багамских островов до северного Мичигана: птица зимует на Багамах, а весной перелетает в Мичиган, где гнездится и питается исключительно в хвойных лесах с преобладанием сосны Банкса. Эта птица была выбрана для исследования неслучайно. Небольшое число особей и их чрезвычайная придирчивость к выбору места гнездования позволили ученым повторно ловить уже отмеченных особей после очередной миграции.

Работа началась с отлова древесниц на Багамских островах (птиц приманивали с помощью записей песен этого вида), каждой выловленной птице навешивали небольшой радиопередатчик и собирали образцы помета. Через несколько месяцев, когда птицы мигрировали в Мичиган, авторы определяли положение отмеченной птицы с помощью системы автоматических радиовышек, известной как Motus Wildlife Tracking System.

Хизер Скин из Музея естественной истории имени Филда (Чикаго, США), первый автор статьи, так описывает этот этап исследования: «Двенадцать радиовышек покрывали места гнездовий птиц в Мичигане, и когда трекер нашей птицы обнаруживался поблизости от радиовышки, мы объезжали окрестности с переносной радиоантенной в поисках птицы. После того, как поймали сигнал, мы выходили из машины и ходили вокруг, пытаясь приманить птиц с помощь записи их песни». Древесниц ловили в сеть и повторно собирали помет. Разумеется, далеко не всех отмеченных птиц удавалось найти — из 123 птиц, отловленных на Багамах или в Мичигане, дважды образцы помета собрали только у 34, еще девять были отловлены трижды.

Таким образом, авторы собрали 166 образцов помета. Кишечную микробиоту анализировали при помощи секвенирования 16S рРНК. Среди всех образцов нашлось 37 типов бактерий, при этом на Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes и Actinobacteria приходился 91,13% всех прочтений.

Бактерии в помете птиц, пойманных на Багамах, отличаются от бактерий птиц из Мичигана. Одна и та же птица, пойманная в обоих регионах, имеет разный набор бактерий в помете, то есть ее микробиом меняется в процессе миграции. На Багамах в помете преобладали Фирмикуты, в Мичигане — Протеобактерии. Также на Багамах для птичьего микробиома было характерно большее разнообразие. В то же время была выявлена небольшая часть прочтений, характерная для всех древесниц Киртланда.

Шэннон Хэкетт, также из Музея естественной истории имени Филда, заключает: «Эта работа показывает, как много мы можем узнать даже о фундаментальных аспектах биологии птиц, таких как миграция, с помощью комбинации новых и старых технологий — от работы в поле и поиска гнездящихся, мигрирующих, зимующих птиц, до радиотелеметрии и секвенирования ДНК нового поколения».