I make a list of the best web hosting comapnies. Buy professional business templates online.

Adaptace vrubozobých na riziko mikrobiální infekce snůšky

rating iconHodnocení uživatelů:  / 5
NejhoršíNejlepší 
date icon Vytvořeno: 22. srpen 2012
Vytisknout
category icon Kategorie: Etologie author icon Autor: Veronika Javůrková

Ekologie - samice kachny divoké na hnízděBakterie jsou vysoce diverzifikovanou skupinou jednobuněčných organismů koexistujících s makroorganismy v mutualistickém či parazitickém vztahu1,2. Fakt, že bakterie mohou pronikat z povrchu vejce přes vaječnou skořápku do jeho vnitřních struktur a ovlivňovat tak reprodukční úspěšnost ptáků, byl však dlouhou dobu přehlížen, stejně jako studium mechanismů, které by měly toto riziko mikrobiální infekce snůšky redukovat.

Obrana vyvíjejícího se zárodku před negativními vlivy prostředí včetně rizika proniknutí mikroorganismů z povrchu do vnitřních struktur vejce je zprostředkována především skořápkou a vaječným bílkem. Do obou těchto struktur je inkorporováno široké spektrum proteinů vykazujících silný antimikrobiální potenciál3,4. Přesto nedokáže tato dvojitá bariéra ochránit zárodek dokonale.  Přítomnost mikroorganismů uvnitř vejce jak u komerčně chovaných, tak i volně žijících druhů ptáků je poměrně běžným jevem, který je považován za jeden z hlavních prekursorů redukce líhnivosti snůšky a reprodukčního úspěchu ptáků5.

 

Odlišnosti v riziku bakteriální infekce snůšky

Z dostupných studií vyplývá, že kauzalita mezi přítomností mikroorganismů uvnitř vejce a sníženou líhnivostí nemusí platit obecně a že vykazuje jistá specifika. Například v tropech, kde je diverzita a abundance mikroorganismů vyšší, je riziko mikrobiální infekce snůšky významnější6 než v temperátních oblastech, kde se riziko mikrobiální infekce snůšky jeví jako méně významné, a to jak z hlediska její incidence, tak i z hlediska negativního vlivu na líhnivost7.

Nicméně dané riziko se může měnit také se způsobem hnízdění. Tak například u dutinových a na zemi hnízdících druhů ptáků bylo prokázáno vyšší riziko vyplývající z charakteru hnízdního habitatu s typickou zvýšenou humiditou a následnou bakteriální zátěží8. Stejně tak snůšky druhů se synchronním líhnutím, u kterých je charakteristické zahájení plné inkubace až po snesení posledního vejce do snůšky, jsou vystaveny zvýšenému riziku mikrobiální infekce. Je tedy otázkou, jak jsou snůšky těchto na zemi hnízdících, temperátních druhů ptáků se synchronním líhnutím náchylné k riziku mikrobiální infekce a z ní vyplývající snížené líhnivosti a jakými mechanismy dokážou tato rizika redukovat.

 

Mechanismy ovlivňující riziko mikrobiální infekce snůšky

Biologie - exponovaná vejce v rámci experimentuKromě již zmíněných antimikrobiálních proteinů různě distribuovaných ve skořápce a v bílku, existují další mechanismy, kterými mohou ptáci redukovat riziko mikrobiální infekce vejce. Jedním z nich je samotná inkubace snůšky. Ta může jednak snižovat či přímo inhibovat proliferaci bakterií na povrchu skořápky9, či zajišťovat teplotní optimum pro aktivitu bílkových antimikrobiálních proteinů10. Zakrývání snůšky hnízdním materiálem, jenž je u některých druhů (především vrubozobých) tvořen z velké části prachovým peřím, ošetřovaným výměšky uropygiální žlázy, které jsou silně antimikrobiální11, je další z potencionálních mechanismů obrany snůšky před mikrobiální infekcí.

V naší studii jsme se zaměřili na testování vlivu těchto dvou mechanismů jednak na přítomnost mikroorganismů ve vejci a dále na jejich líhnivost a fenotyp mláďat u vrubozobých. V experimentu jsme exponovali vejce kachny divoké v přirozeném hnízdním prostředí a simulovali u nich jak částečnou inkubaci během kladení snůšky, která je pro vrubozobé navzdory synchronnímu líhnutí typická12, tak zakrývání snůšky hnízdním materiálem, který jsme předem odebrali z aktivních hnízd kachny divoké. Přítomnost bakteriální infekce jsme stanovovali molekulárními metodami (rt-PCR a DGGE) využívajícími bakteriální DNA izolovanou ze vzorků bílku odebraného neinvazivně sterilní injekční jehlou a stříkačkou. Takto jsme byli schopni totéž vejce testovat na přítomnost infekce, líhnivost a fenotyp mláděte zároveň.

 

Bakterie ovlivňují fenotyp mláďat 

Z výsledků naší studie vyplývá, že částečná inkubace během kladení snůšky a jejího zakrývání nemají u vrubozobých vliv na riziko bakteriální infekce ve vejci. Přestože přítomnost bakteriální infekce byla velmi častá (cca 60 % vajec bylo infikováno bakteriemi), nijak se neprojevila na výsledné líhnivosti vajec. Tu u exponovaných vajec zásadně zvyšovala částečná inkubace… Velmi zajímavým zjištěním naší studie je však prokázaný vztah mezi přítomností bakterií ve vejci a fenotypem mláďat - kachňata vylíhlá z infikovaných vajec měla redukovanou hmotnost oproti kachňatům vylíhlým z vajec neinfikovaných. Přestože tento výsledek může souviset s jinými endogenními faktory, které jsme nebyli schopni během experimentu kontrolovat, poukazuje to na zásadní vliv bakterií v reprodukčním úspěchu vrubozobých, u nichž je hmotnost v rané postnatální fázi zásadním prediktorem následného přežívání mláďat13.

 

Celkově lze na základě našich výsledků shrnout, že přestože přítomnost bakterií uvnitř vejce může negativně ovlivnit vyvíjející se zárodek a fenotyp  mláděte, částečná inkubace během kladení snůšky a jejího zakrývání hnízdním materiálem jsou mechanismy, které u vrubozobých zvyšují přežívání snůšky a její reprodukční úspěšnost14, avšak bez přímého vlivu na riziko bakteriální infekce snůšky.

 

Citované zdroje

1Moran N. A. & Wernegreen J. J. 2000: Lifestyle evolution in symbiotic bacteria: insights from genomics. Trends Ecol. Evol. 15: 321–326

2Denamur E. & Matic I. 2006: Evolution of mutation rates in bacteria. Mol. Microbiol. 60: 820–827

3Wellman-Labadie O., Lemaire S., Mann K., Picman J. & Hincke M. T. 2010: Antimicrobial Activity of Lipophilic Avian Eggshell Surface Extracts. J. Agric. Food Chem. 58: 10156–10161

4Wellman-Labadie O., Picman J. & Hincke M. T. 2008: Comparative antibacterial activity of avian egg white protein extracts. Br. Poult. Sci. 49: 125–132

5Beissinger S. R., Toranzos G. A., Rodriguez R. A., Arendt W. J. & Cook M. I. 2003: Trans-shell infection by pathogenic micro-organisms reduces the shelf life of non-incubated bird’s eggs: a constraint on the onset of incubation? Proc. Royal Soc B  270: 2233–2240

6Cook M., Beissinger S., Toranzos G., Rodriguez R. & Arendt W. 2005: Microbial infection affects egg viability and incubation behavior in a tropical passerine. Behavioral Ecology 16: 30–36

7Wang J. M., Firestone M. K. & Beissinger S. R. 2011: Microbial and environmental effects on avian egg viability: do tropical mechanisms act in a temperate environment? Ecology 92: 1137–1145

8Beissinger S., Cook M. & Arendt W. 2005: The shelf life of bird eggs: Testing egg viability using a tropical climate gradient. Ecology 86: 2164–2175

9Shawkey M. D., Firestone M. K., Brodie E. L. & Beissinger S. R. 2009: Avian Incubation Inhibits Growth and Diversification of Bacterial Assemblages on Eggs. PLoS ONE 4: e4522

10Tranter H. S. & Board R. G. 1984: The influence of incubation temperature and pH on the antimicrobial properties of hen egg albumen. J. Appl. Bacteriol 56: 53–61

11Shawkey M. D., Pillai S. R. & Hill G. E. 2003: Chemical warfare? Effects of uropygial oil on feather‐degrading bacteria. Journal of Avian Biology 34: 345–349

12Loos E. R. & Rohwer F. C. 2004: Laying-Stage Nest Attendance and Onset of Incubation in Prairie Nesting Ducks. The Auk 121: 587–599

13Anderson V. R. & Alisauskas R. T. 2002: Composition and growth of King Eider ducklings in relation to egg size. Auk 119: 62–70

14Kreisinger J. & Albrecht T. 2008: Nest protection in mallards Anas platyrhynchos: untangling the role of crypsis and parental behaviour. Functional Ecology 22: 872–879

 

Pro vložení komentáře se musíte přihlásit.

feed-image RSS

Zajímá Vás biologie, ekologie a evoluce? Pak je internetový vertebratologický portál Vertebratus.cz určený právě pro Vás. V článcích Vás seznámíme s novinkami a zajímavostmi z vědeckého výzkumu genetiky, morfologie i etologie ryb, obojživelníků, plazů, ptáků a savců. Své znalosti si můžete snadno otestovat i prohloubit v našich kvízech. Jsme zde pro Vás - odborníky, profesionály i laické nadšence.

Copyright © 2017 Vertebratus|obnovuje neurony. Všechna práva vyhrazena.
Joomla! je svobodný software vydaný pod licencí GNU General Public License.