Каждый год миллиарды перелетных птиц возвращаются в Европу со своих зимовок. Поскольку их запасов энергии недостаточно для беспосадочного перелета, они делают по пути остановки, чтобы отдохнуть и пополнить запасы жира. То, что перелетные птицы должны останавливаться в своем долгом путешествии, ясно. Но как долго они отдыхают и какие сигналы говорят птицам продолжать свой путь, пока неясно.
Исследовательская группа под руководством Леониды Фусани из Института этологии Конрада Лоренца в Ветмедуни Вены и факультета когнитивной биологии Венского университета вместе с Вольфгангом Гойманом из Института орнитологии Макса Планка в Зеевизене смогла впервые продемонстрировали, что гормон грелин контролирует миграционное поведение. Они также смогли показать, что форма грелина, которая считалась неактивной формой гормона, на самом деле гораздо более влиятельна, чем предполагалось ранее..
Гормон, регулирующий аппетит, идентифицирован как сигнал ухода
Сеть гормонов регулирует аппетит у млекопитающих. Гормоны сигнализируют о том, сколько пищи мы едим и когда мы наелись. Помимо лептина и кортизола, грелин считается особенно важным фактором в регуляции аппетита. «Этот гормон недавно был обнаружен и у птиц. Поэтому мы исследовали, может ли он играть роль в поведении перелетных птиц», - объясняет Фусани. В ходе двух экспериментальных исследований с садовой камышевкой Сильвией Борин исследователи обнаружили доказательства того, что грелин действует как индикатор и сигнал для птиц, чтобы они продолжали свое миграционное путешествие.
Во время остановки на острове Понца в Италии исследователи сначала измерили запасы жира и концентрацию грелина у птиц. Анализ показал, что концентрации грелина, циркулирующего в кровотоке «толстых» садовых камышевок, были выше, чем у более худых птиц. «Концентрация гормона очень хорошо коррелирует с индексом массы тела птиц», - говорит Гойманн. Таким образом, концентрация циркулирующих гормонов птиц отражала их физическое состояние. Кроме того, садовые славки в хорошем физиологическом состоянии и с высоким уровнем грелина также находились в состоянии миграционного беспокойства. Даже содержащиеся в неволе птицы проявляют это стремление мигрировать в подходящее время.
Неактивная форма грелина также является активным влиятельным фактором
Мигрирующее беспокойство также указывало на влияние грелина во втором эксперименте, проведенном исследовательской группой. Однако такое поведение было вызвано у певчих птиц формой грелина, которая ранее считалась неактивной. «В кровотоке существуют две формы грелина: ацилированная и неацилированная. Последний ранее считался неактивной формой гормона», - говорит Фусани. Ацилированная форма, которая считалась активной формой гормона, отличается от неацилированной формы наличием дополнительной ацильной группы.
Во втором эксперименте исследователи вводили птицам разные концентрации гормона. Ацилированная форма грелина мало влияла на животных; однако неацилированная форма действовала, особенно у животных, которые еще недостаточно пополнили свои запасы энергии. Инъекции «неактивного» грелина снижали аппетит у садовых славок, но повышали их активность, т.е. вызывали миграционное беспокойство.
Гормональный контроль миграции птиц как пища для размышлений в исследованиях млекопитающих
Результаты исследования ясно продемонстрировали гормональный триггер, стоящий за решением перелетных птиц продолжить свой путь. «Таким образом, мы определили важный фактор миграционного поведения в дополнение к природным факторам, таким как погода и доступность пищи», - говорит Гойманн. Но результаты исследования могут также способствовать лучшему пониманию функции гормона у млекопитающих.
Доказательства того, что «неактивная» форма грелина влияет на поведение перелетных птиц, указывают на то, что у гормона могут быть альтернативные механизмы. Даже неацилированный грелин может преодолевать гематоэнцефалический барьер. Неацилированная форма могла активироваться и вызвать реакцию в центральной нервной системе. «Это может способствовать исследованию с новой точки зрения регуляции потребления пищи, нарушений обмена веществ или ожирения у людей», - говорит Фусани.