Городской шум помешал амадинам научиться петь
Городской транспортный шум влияет на скорость обучения певчих птиц видовым песням. Орнитологи из Германии, Франции и Великобритании вырастили две группы птенцов зебровой амадины и выяснили, что антропогенный шум вызывает задержки и неточности в процессе обучения пению и может привести к хроническому стрессу и подавлению иммунитета у птиц. Работа опубликована в журнале Science Advances.
Шумовое загрязнение классифицируется как одна из основных экологических угроз. По российским санитарным нормам допустимым уровнем шума, который не наносит вред человеку, считается 55 децибел в дневное время и 40 децибел в ночное, в городах же этот уровень может быть значительно превышен. Например, 70 процентов территории Москвы подвержены сверхнормативному шуму, величина превышения может доходить до 30 децибел. Чрезмерный шум вредит здоровью человека, нарушает сон, негативно влияет на нервную и сердечно-сосудистую системы, повышает риск метаболических заболеваний, которые могут привести к преждевременной смерти. Исследования показали, что воздействие шума связано с нарушением когнитивных способностей у детей, например, с проблемами обучения и речи.
Обучение пению птиц схоже с обучением речи и вокалу детей. Как и дети, птенцы учатся вокализации у взрослых наставников в чувствительный период своего развития. Молодые самцы зебровой амадины Taeniopygia guttata развивают оригинальные песни, имитируя взрослых самцов. Процесс обучения ограничен первым годом жизни, стабильные песни формируются в возрасте около 90 дней. Пение также их главный способ коммуникации. Зебровые амадины способны распознавать сородичей по вокальным сигналам и регулировать голосом развитие эмбрионов в яйцах.
Более ранние исследования зебровых амадин и других певчих птиц показали, что воздействие очень высоких уровней белого шума препятствует нормальному обучению пению. При экстремальных уровнях шумовое воздействие может привести к временной или постоянной потере слуха у птиц, но уровни шума, встречающиеся в городах, обычно недостаточно высоки, чтобы вызвать временные сдвиги пороговых значений. Однако нарушения когнитивного обучения у детей могут возникать уже при низких уровнях шумового воздействия с пиковой амплитудой 48 децибел. Ученые исследовали влияние реалистичного антропогенного шума, которому подвержены птицы и люди в городских районах, в частности, его влияние на развитие пения и является ли уличный шум стрессором для птиц, и связаны ли биомаркеры стресса с успехом в обучении.
Хенрик Брумм (Henrik Brumm) из Института орнитологии Общества Макса Планка и его коллеги отобрали 36 молодых самцов зебровой амадины, которых содержали в клетках в звукоизолированных боксах. Боксы были оснащены двумя динамиками, установленными на расстоянии 149 сантиметров друг от друга. В 17 день после вылупления, то того, как птенцы начинают запоминать песни, взрослые самцы были удалены из гнезд и с 18 по 100 день жизни молодым птенцам шесть раз в день проигрывали песни взрослых птиц. Дополнительно ученые воспроизводили шум транспорта с улиц Мюнхена в диапазоне от 60 до 80 децибел днем и от 50 до 70 децибел ночью, имитируя типичные значения уровня транспортного шума в местах обитания птиц рядом с оживленными улицами города. В то время как шум воспроизводился через оба динамика, образовывая однородное шумовое поле, песни наставника транслировались только из одного, чтобы имитировать пение одного самца-наставника. Для контрольной группы воспроизводились только песни взрослой птицы без шума транспорта.
Ученые обнаружили, что у птиц, подвергшихся воздействию шума, песня развивалась с задержкой по сравнению с контрольной группой. В контрольной группе наибольший прогресс в развитии наблюдался между 60 и 90 днями после вылупления, после чего у них сформировались устоявшиеся песни, а вариация слогов оставалась стабильной, тогда как у птиц экспериментальной группы онтогенетические изменения были более постепенными, они осваивали песни между 60 и 105 днями жизни. На 120 день испытуемые птицы догнали в развитии контрольную группу, их песни сформировались. При этом сходство между песней наставника и сформированной песней взрослых учеников было ниже у экспериментальной группы. При анализе уровней кортикостерона орнитологи не обнаружили статистически значимой разницы между птицами экспериментальной и контрольной групп. Для оценки влияния стресса от шума на иммунитет, птицам была введена подкожная инъекция PHA-кислоты, которая вызывает местную инфекцию и привлекает иммунные клетки к месту инъекции, провоцируя воспаление кожи. У экспериментальной группы иммунный ответ на инъекцию был слабее, что указывает на выраженный эффект хронического стресса.
Молодые птицы в экспериментальной группе пели так же много, как и контрольные птицы во время сенсомоторной фазы обучения вокалу. Это указывает на то, что задержка в развитии и более низкая успеваемость не были следствием отсутствия вокальной практики. Исследователи предполагают, что шумовое загрязнение может повлиять на культурную эволюцию пения птиц, поскольку ошибки копирования, вызванные шумом, могут накапливаться по мере того, как песня переходит от одной птицы к другой. Также ученые отмечают, что птичье пение может стать экспериментальной парадигмой для будущих исследований когнитивных нарушений, вызываемых шумовым загрязнением, особенно в том, что касается развития речи.
Избыточный шум является проблемой не только жителей городов. За последние десятилетия резко повысился уровень антропогенного шума в океане, из-за чего серьезно страдает морская фауна. Животные не только получают физические увечья, постоянный сторонний шум мешает им общаться с себе подобными и чувствовать приближение хищников.
Рузана Анчек
Это первый случай заражения людей этим паразитом
Австралийские врачи обнаружили в мозге жительницы Нового Южного Уэльса личинку паразитического червя Ophidascaris robertsi, взрослые особи которого живут в пищеводе и желудке ковровых питонов. До этого пациентку больше года лечили от эозинофильной пневмонии — однако установить ее причину удалось только когда, женщина начала жаловаться на забывчивость и усиление депрессии, после чего медики сделали томографию мозга и биопсию. Как отмечается в статье для журнала Emerging Infectious Diseases, это первый известный случай заражения человека O. robertsi. Скорее всего, женщина проглотила яйца паразита вместе с листьями съедобных растений, которые собирала на озере около дома. Дикие и домашние животные часто передают людям паразитов и возбудителей инфекций. Такие случаи, как правило, не удивляют врачей и хорошо поддаются лечению. Тем не менее, порой люди заражаются от животных по-настоящему экзотическими болезнями. Например, недавно мы рассказывали о том, как игуана укусила трехлетнюю девочку за руку и инфицировала ее нетуберкулезной микобактерией Mycobacterium marinum. А британские медики выявили у мужчины, которого покусал бродячий кот, совершенно новый вид патогенных бактерий из рода Globicatella. Похожий пример описала команда врачей, которую возглавил Санджайа Сенанаяке (Sanjaya N. Senanayake) из Службы здравоохранения Канберры. В центре внимания специалистов оказалась 64-летняя жительница Нового Южного Уэльса, которая в январе 2021 года попала в больницу местного уровня с жалобами на боли в животе, диарею, сухой кашель и ночную потливость. Эти симптомы длились на протяжении трех недель. Компьютерная томография выявила поражение легких по типу матового стекла и повреждение печени и селезенки, а концентрация эозинофилов в жидкости, полученной при бронхоскопии, составила около 30 процентов. При этом никаких признаков злокачественных новообразований, инфекций, паразитов и аутоиммунных заболеваний выявить не удалось. В результате женщине диагностировали эозинофильную пневмонию неясной этиологии и прописали преднизолон, благодаря которому ее состояние частично улучшилось. Однако спустя три недели пациентку доставили в больницу в Канберре с рецидивом лихорадки и постоянным кашлем на фоне приема преднизолона. Здесь ее осмотрели Сенанаяке и его коллеги. Повторная компьютерная томография подтвердила, что у женщины поражены легкие, печень и селезенка, но выявить причину ее состояния не удавалось. Судя по результатам анализов, она не была заражена патогенными бактериями или грибками, в ее крови не было антител к паразитическим плоским червям шистосоме, эхинококку и двуусткам, а в фекалиях отсутствовали их яйца. Поскольку в молодости пациентка путешествовала по Южной Африке, Азии и Европе, медики предположили, что она может быть заражена кишечными угрицами (Strongyloides), и в дополнение к преднизолону и микофеноловой кислоте прописали ей ивермектин в течение двух дней подряд и повторную дозу через две недели. К середине 2021 года состояние легких и печени у пациентки, судя по результатам компьютерной томографии, улучшилось, хотя поражение селезенки сохранилось. В январе 2022 года врачи назначили ей меполизумаб, благодаря чему концентрация эозинофилов в крови пришла в норму, что позволило уменьшить дозу преднизолона без усиления респираторных синдромов. Однако затем в течение трех месяцев на фоне приема меполизумаба, микофеноловой кислоты и преднизолона женщина начала жаловаться на усиление депрессии (от которой она страдала и прежде) и забывчивость. Чтобы понять причину этих новых симптомов, Сенанаяка и его коллеги провели пациентке магнитно-резонансную томографию головного мозга, которая выявила поражение правой лобной доли размером тринадцать на десять миллиметров. В июне 2022 года врачи провели биопсию, в результате которой заметили и удалили из очага поражения струнообразную структуру. При ближайшем рассмотрении оказалось, что это живой и подвижный гельминт длиной 80 миллиметров. Осмотрев паразита, исследователи по его красной расцветке и строению ротового аппарата, кишечника и репродуктивной системы пришли к выводу, что перед ними личинка круглого червя Ophidascaris robertsi третьего возраста. Генетический анализ подтвердил гипотезу. Основным хозяином O. robertsi считается ковровый питон (Morelia spilota) — крупная змея, широко распространенная в Австралии и на близлежащих островах. Взрослые паразиты обитают в пищеводе и желудке питонов, а их яйца выходят наружу с фекалиями. После этого они попадают в организм промежуточных хозяев — мелких млекопитающих. А когда тех съедают питоны, жизненный цикл паразита замыкается. По словам Сенанаяки и его коллег, их пациентка стала первым человеком, у которого диагностировали заражение O. robertsi. Более того, в человеческом организме никогда не находили и других представителей рода Ophidascaris (кроме того, этих червей никогда не находили в мозге животных). Вероятно, женщина получила змеиных паразитов от ковровых питонов, которые жили в озере рядом с ее домом. Непосредственно со змеями она не контактировала, однако собирала на берегах водоема новозеландский шпинат (Tetragonia tetragonoides), на листьях которого могли остаться яйца O. robertsi. Судя по всему, женщина проглотила яйца паразита, когда готовила или ела листья шпината, в результате чего и произошло заражение. После операции пациентке назначили курс ивермектина и альбендазола, чтобы уничтожить паразитов, которые потенциально могли находиться в других органах (а также курс дексаметазона для борьбы с воспалением). Через шесть месяцев уровень эозинофилов у нее оставался в норме, а проблемы с забывчивостью и депрессией частично разрешились (хотя и не исчезли полностью). По мнению авторов, большая часть проблем со здоровьем у пациентки объяснялась перемещениями личинок во внутренние органы, при этом препараты по подавлению иммунитета, которые она получала в начале лечения, позволили по крайней мере одному из паразитов проникнуть в мозг. А вот поражение селезенки, которое сохранилось даже после лечения, скорее всего, следует считать отдельной патологией. Ранее мы рассказывали о том, как паразиты способствовали горизонтальному переносу генов между змеями и лягушками. В результате длинный ретротранспозон Bovine-B переходил от змей к лягушкам как минимум 54 раза в период между 85 и 1,3 миллионами лет назад.