Obere Reihe: Geoff Hill, Emma Rhodes, Wendy Hood, Paulo Mesquita und Jesse Krause; Unten: Jeff Yap. Bildnachweis: Auburn University
Für Wendy Hood und Geoffrey Hill in den Biowissenschaften, Andreas Kavazis in der Kinesiologie und ihr Team, Emma Rhodes, Paulo Mesquita und Jeff Yap, hat die Reise durch das Land, um das Geheimnis der Mitochondrien in wandernden Vogelarten zu lüften, es ihnen ermöglicht, einen bedeutenden Beitrag zu leisten. Forschen Sie auf einem Gebiet, das noch nie zuvor erforscht wurde.
Die erste Veröffentlichung, die im AU MitoMobile-Van erstellt wurde, wird in vorgestellt Wissenschaftliche Berichte„Flexibilität liegt den Unterschieden in der mitochondrialen Atmungsleistung zwischen wandernden und nicht wandernden Weißkronensperlingen (Zonotrichia leucophrys) zugrunde.“
Mitochondrien erfüllen mehrere lebenswichtige biologische Funktionen. Betrachten Sie sie als Kraftpakete, die die nötige Energie erzeugen, um praktisch jede Funktion im Körper zu unterstützen.
„Dies ist die erste Veröffentlichung, die zeigt, dass die Veränderung der mitochondrialen Leistung mit einem massiven Anstieg des Energiebedarfs von Langstrecken-Migrationsflügen verbunden ist“, sagte Hood, Professor am Department of Biological Sciences der University of Auburn.
„Zugvögel können eine größere Kapazität an Sauerstoff und Nährstoffen transportieren“, sagte sie. „Die Elektronentransportkette muss sich dann so verändern, dass die Vögel die zugeführten Nährstoffe und Sauerstoff verarbeiten können, um die Energie zu erzeugen, die sie für lange Flüge benötigen.“
Weißkronensperlinge waren nicht die erste Wahl für das Hood Lab-Forschungsprojekt der Auburn University.
„Zuerst haben wir uns wandernde graue Katzenvögel und nicht wandernde nördliche Spottdrosseln angesehen“, sagte sie. „Obwohl die Tiere relativ eng miteinander verwandt sind, weisen sie sehr unterschiedliche Verhaltensweisen auf, was die Muster, die wir erwartet hatten, verdeckte.“
Katzenvögel sind viel entspannter als territoriale und energiegeladene Spottdrosseln.
„Wir haben uns auf unser Wissen über Vögel in ganz Nordamerika verlassen, um die richtige Vogelgruppe auszuwählen“, erklärte sie.
Zusammenfassende Abbildung der mit der OXPHOS-Kapazität beobachteten Muster (Zustand 3), die die OXPHOS-Flexibilitätshypothese stützen. Bei Gambel stellen Aufwärtspfeile deutlich höhere Werte für Zustand 3 für die Zeit vor dem Zug (Frühling) und in der Mitte des Zuges (Herbst) im Vergleich zur Winterzeit dar. Für Nuttall war der Zeitpunkt des Herbstes (Standzeit, nicht Brutzeit) für Staat 3 niedriger als der des Winters. Das Sternchen zeigt an, dass die mittlere Migration (Fallzeitpunkt) für Gambel immer höher war als die Zeitpunkte für Nuttall. Erstellt mit BioRender.com. Kredit: Wissenschaftliche Berichte (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-59715-y
Das Team hielt bei White-crowned Sparrows.
Innerhalb des Weißkronensperlings gibt es verschiedene Unterarten, die sich darin unterscheiden, ob sie wandern oder nicht. Gambel-Spatzen sind Zugvögel, die von Kalifornien nach Alaska reisen, während Nuttall-Spatzen keine Zugvögel sind, die entlang der kalifornischen Küste leben.
„Unser Team untersuchte ein breites Spektrum mitochondrialer Funktionen, einschließlich Morphologie und Dynamik“, sagte Hood.
Beide Wissenschaftliche Berichte Der Artikel und die aktuelle Arbeit bewerten die Mechanismen, durch die sich Mitochondrien anpassen, um Veränderungen in der Energieproduktion zu unterstützen.
Hood ist besonders begeistert von ihren Ergebnissen, die die Spaltung und Fusion von Mitochondrien beschreiben. „Die Spaltungs- und Fusionsdynamik unterdrückt Schäden und verbessert die Kapazität der Mitochondrien, wurde jedoch bei Wildvögeln selten untersucht“, erklärte sie. Diese Arbeit wird zur Prüfung und zur Veröffentlichung im Laufe dieses Monats eingereicht.
Das AU MitoMobile, ein mobiles Physiologielabor, ermöglichte es dem Team, Proben vor und nach Migrationszuständen zu sammeln.
„Wir sind mit dem AU MitoMobile im April 2021 nach Kalifornien gefahren“, erklärte Hood. „In Davis, Kalifornien, haben wir Gambels Spatzen ausgewählt, als sie sich auf den Flug nach Norden vorbereiteten.“
„Dann, im September 2021, haben wir Gambel-Spatzen in einem Hochgebirgspass etwas außerhalb des Yosemite-Nationalparks gefangen, als sie nach Süden zogen“, fügte sie hinzu. „Während derselben Reise haben wir Nuttall-Spatzen gesammelt, nachdem sie gebrütet hatten. Dann, im Dezember 2021, haben wir beide Unterarten in einem nicht wandernden Zustand gesammelt.“
Hood und Rhodes stellten diese Arbeit im Januar auf einem wissenschaftlichen Treffen in Seattle vor und werden sie diesen Sommer in Prag, Tschechische Republik, erneut präsentieren. Sie planen, mit dem MitoMobile AU in naher Zukunft Forschung weit über die Ebenen hinaus durchzuführen.
Mehr Informationen:
Emma M. Rhodes et al., Flexibilität liegt den Unterschieden in der mitochondrialen Atmungsleistung zwischen wandernden und nicht wandernden Weißkronensperlingen (Zonotrichia leucophrys) zugrunde. Wissenschaftliche Berichte (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-59715-y
Bereitgestellt vom Auburn University College of Science and Mathematics
Zitat: Biologen reisen mit ihrem mobilen Labor, um ein breites Spektrum mitochondrialer Funktionen bei der Vogelwanderung zu untersuchen (20. Mai 2024), abgerufen am 20. Mai 2024 von https://phys.org/news/2024-05-biologists-mobile-laboratory – wide -range.html
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