Голуби с переломом плечевой кости, для лечения которых использовали штифты из костного материала овец и собак, почти идеально восстанавливают способность к полету, говорится в Heliyon. Соединение фрагментов плечевой кости металлическими штифтами тоже помогает восстановить подвижность крыла, но птица при полете наклоняется в сторону, где поставлены штифты, так как они тяжелее вещества кости. Если брать для восстановления биоматериал костей других животных, такой проблемы не возникает.
В ветеринарии, как и в медицине, постоянно разрабатываются новые методы лечения. Однако новые ортопедические техники появляются не так часто, особенно для птиц. Их кости имеют облегченную конструкцию: они содержат множество воздушных полостей, поэтому в случае перелома очень сложно восстановить их целостность, не увеличив массу.
Нередко фрагменты птичьих костей соединяют сравнительно легкими штифтами и другими деталями из титана. Хотя этот металл фактически не взаимодействует с клетками и тканями (а поэтому не нарушает их жизнедеятельность), он и не способствует регенерации костей. В этом смысле были бы полезнее имплантаты из донорской костной ткани. Они способны выделять вещества, которые провоцируют образование остеобластов — молодых клеток костной ткани. Это ускоряет заживание перелома.
Сотрудники Ширазского университета (Иран) во главе с Сайфуллой Нажвани Дегани (Seifollah Nazhvani Dehghani) протестировали штифты из костного материала овец и собак на сизых голубях. Сорока птицам под общим наркозом распилили поперек одну из плечевых костей. Затем животных поделили на четыре группы по 10 особей. Одной группе, контрольной, не вставляли в кости никаких штифтов, но привязали поврежденное крыло к телу на несколько дней. Птицам из второй группы внедрили по штифту из нержавеющей стали в костный мозг сломанной плечевой кости и тоже иммобилизировали крыло. Голубям из третьей и четвертой групп вставили штифты из длинных (трубчатых) костей овец и собак соответственно. Биоматериал овец получали на скотобойне, собак — в ветеринарной клинике от усыпленных животных, которые при жизни не страдали заболеваниями опорно-двигательного аппарата и какими-либо инфекционными болезнями.
В конце первой недели после операции, а также на 4, 6, 8, 10, 12, 14, 20, 26 и 32 неделях исследователи проводили рентгенографию сломанных костей птиц, чтобы определить, где находятся штифты и не изменился ли их размер. Также каждые две недели ученые оценивали состояние поврежденных конечностей, смотрели, могут ли голуби держать их расправленными, как заживают раны. На 32 неделе авторы протестировали, как летают подопытные.
Голуби из контрольной группы к этому сроку так и не восстановили способность к полету. Птицы со стальными штифтами летали, но наклонялись в сторону поврежденного крыла, так как то было тяжелее здоровой конечности. А те, кто получил штифты из костей собак и овец, летали практически так же, как летают голуби без повреждений. Более того, им не пришлось удалять имплантаты, как это часто приходится делать с металлическими штифтами. Фрагменты плечевых костей у них срослись. Восстановление шло чуть быстрее у птиц, которым вставили штифты из костного материала овец (и они были плотнее «собачьих»), но к концу наблюдений (32 недели после операции) две группы сравнялись по качеству полета.
Результаты исследования обнадеживают: получается, что с высокой вероятностью переломы полых костей птиц можно будет лечить имплантатами из костного материала других животных, их не надо будет извлекать, и срастание получится надежным. Однако методика имеет ряд ограничений, о чем напоминает Даниэль Кальво Карраско (Daniel Calvo Carrasco), ветеринар британского Фонда сохранения околоводных птиц и водно-болотных угодий. В комментарии сайту журнала Science он отмечает, что часто для восстановления костей одновременно используют сразу несколько подходов: имплантаты комбинируют с внешними фиксаторами кости, и так далее. Кроме того, говорит Карраско, далеко не во всех случаях достаточно одного штифта, многие кости существенно крупнее, чем плечевая кость голубя.
Мы неоднократно писали про животных с необычными протезами. Птицам особенно часто восстанавливают утраченные части клюва, особенно если они такие крупные, как у пеликанов и туканов. Замена поврежденных частей требуется и челюстям морских черепах. Конечности тоже протезируют: в США утке сделали новые лапы, а в России протез ноги поставили соколу.
Светлана Ястребова
Виной всему масштабное и преждевременное таяние морского льда
Четыре из пяти колоний императорских пингвинов в центральной и восточной части моря Беллинсгаузена не смогли вывести птенцов в 2022 году. Виной всему масштабное таяние льда, которое началось до того, как молодые особи успели опериться. В результате несколько тысяч птенцов пингвинов, скорее всего, утонули, а их родители покинули колонии. Как отмечается в статье для журнала Communications Earth & Environment, ученые впервые сталкиваются с провалом размножения у императорских пингвинов в пределах целого региона. Однако в будущем из-за антропогенных изменений климата такое будет происходить все чаще, что ставит будущее вида под угрозу. Императорские пингвины (Aptenodytes forsteri) выводят потомство в колониях, расположенных на морском льду вокруг Антарктиды. Они прибывают к местам размножения с конца марта по апрель, а в мае-июне откладывают яйца, из которых спустя два месяца вылупляются птенцы. Пингвинята растут медленно и оперяются только в декабре-январе. Таким образом, чтобы успешно вырастить птенцов, императорским пингвинам необходим стабильный ледовый покров с апреля по январь. Однако, по прогнозам ученых, из-за антропогенных изменений климата площадь льдов вокруг Антарктиды к концу века сильно сократится. В результате более девяноста процентов колоний императорских пингвинов лишатся подходящих мест для размножения, перестанут поддерживать свою численность и исчезнут. Команда орнитологов под руководством Питера Фретуэлла (Peter T. Fretwell) из Британской антарктической службы обнаружила, что по крайней мере в одном регионе Антарктиды императорские пингвины уже в наши дни испытывают серьезные проблемы из-за потери морского льда. Речь о море Беллинсгаузена, которое лежит к западу от Антарктического полуострова. В его центральной и восточной части расположены пять колоний императорских пингвинов, самая большая из которых насчитывает около 3500 пар, а самая маленькая — около 630 пар. Все они были открыты в течение последних 14 лет благодаря изучению спутниковых снимков — и лишь одну из них посещали ученые. В конце 2022 года, когда площадь ледового покрова вокруг Антарктиды находилась на рекордно низком уровне, некоторые части моря Беллинсгаузена начали оттаивать неожиданно рано и уже к ноябрю полностью очистились ото льда. Чтобы понять, как это сказалось на птенцах пингвинов, которые в это время года как раз переходят к самостоятельной жизни, Фретуэлл и его соавторы обратились к спутниковым снимкам всех пяти местных колоний. Исследователи искали на них коричневые пятна, соответствующие пингвиньему помету — по их площади можно судить о численности и успехе размножения колонии. В результате выяснилось, что из-за раннего исчезновения морского льда императорским пингвинам из большинства колоний в море Беллинсгаузена не удалось вывести потомство в 2022 году. Вероятно, птенцы в этих колониях не успели обзавестись водонепроницаемым оперением до того, как лед растаял, в результате чего утонули или умерли от переохлаждения, а их родители просто покинули колонии. Авторы оценивают потери в несколько тысяч молодых особей. В частности, вокруг колонии у острова Смайли, состоящей из примерно 3500 пар, припай разрушился на две недели раньше срока. Из-за этого часть местных пингвинов перебрались на большой айсберг, однако удалось ли выжить кому-то из птенцов, неизвестно. Колонию в заливе Верди осенью прибыло меньше особей, чем обычно — и даже они покинули ее после разрушения морского льда в конце октября — начале ноября. Колония Пфрогнер-Поинт, которая находилась на шельфовом леднике, также исчезла в начале ноября. А месяцем позже похожая судьба постигла колонию Брайант-Кост — после таяния многолетнего припая, на котором она располагалась. Исключение составила лишь небольшая колония у острова Ротшильда. Вокруг него ледовый припай начал разрушаться лишь в конце декабря, благодаря чему около 800 птенцов успели подрасти и опериться (эта цифра была получена во время облета колонии на вертолетах круизного лайнера). Судя по всему, таяние льда около острова Ротшильда замедлилось благодаря особенностям ландшафта и наличию айсбергов вокруг него. Фретуэлл и его соавторы отмечают, что отдельные колонии императорских пингвинов время от времени терпят неудачи, когда морской лед рушится под воздействием сильных штормов. Однако исследователи этого вида никогда не сталкивались с полным провалом размножения у большинства колоний в целом регионе. Более того, до сих пор в море Беллинсгаузена был известен всего один пример, когда колония не смогла вывести ни одного птенца за сезон. В теории императорские пингвины после неудачного года могли бы переместить колонию туда, где ледовые условия более надежны. Однако в море Беллинсгаузена таких мест почти нет. Экстремально низкая площадь антарктического льда в 2022-2023 годах не обязательно напрямую связана с антропогенными изменениями климата (поскольку она сильно колеблется от года к году). Возможно, эта аномалия лучше объясняется тремя подряд годами Ла-Ниньи. Тем не менее, по прогнозам климатологов, по мере того, как планета нагревается, площадь льда вокруг Антарктиды будет сокращаться. А значит, императорские пингвины все чаще будут испытывать серьезные проблемы с размножением, что поставит существование этого вида под угрозу. Магеллановы пингвины (Spheniscus magellanicus), которые обитают на побережьях Южной Америки, тоже страдают от антропогенных изменений климата. Однако для них проблемой стало не отсутствие льда (его в местах их обитания никогда не бывает), а участившиеся волны жары, которые убивают взрослых особей в период размножения. По расчетам зоологов, из-за все более жаркой погоды крупнейшая колония магеллановых пингвинов, расположенная на атлантическом побережье Аргентины, исчезнет в течение ближайших пятидесяти лет.