Нестабільне освітлення порушує біологічні відмінності між статями у птахів

Міжнародна група дослідників здійснила важливе відкриття щодо впливу нерегулярного освітлення на біологічні процеси в організмі птахів. Дослідження, опубліковане в Journal of Pineal Research, розкриває, як непередбачуване освітлення впливає на молекулярні механізми в мозку птахів, зокрема на відмінності між статями.

Світло відіграє ключову роль у регуляції біологічних ритмів більшості живих організмів. У птахівництві штучне освітлення традиційно використовується для підвищення продуктивності та покращення репродуктивної функції птахів. Однак вплив нерегулярного освітлення на мозок, особливо на шишкоподібну залозу, яка відповідає за вироблення мелатоніну та регуляцію циркадних ритмів, досі залишався недостатньо вивченим.

Дослідники з Уппсальського університету у Швеції спільно з колегами з Університету Сан-Паулу в Бразилії провели експеримент, під час якого піддавали курей впливу непередбачуваного режиму освітлення в ранньому віці. Після цього вони детально вивчили зміни в активності генів, мікроРНК та метилуванні ДНК — хімічних маркерах, що регулюють експресію генів.

Результати дослідження виявилися неочікуваними. За умов хронічного світлового стресу молекулярні відмінності між самцями та самками в шишкоподібній залозі практично зникли. Найбільш помітним це явище було на рівні епігеному — системи регуляції, яка контролює активність генів без змін у послідовності ДНК. Цікаво, що попри зникнення епігенетичних відмінностей, активність генів все ще демонструвала чіткі статеві особливості, що може свідчити про наявність компенсаторних механізмів при порушенні епігенетичної регуляції.

Особливо вразливими до впливу світлового стресу виявилися самки птахів. У контрольних умовах між статями спостерігалися чіткі молекулярні відмінності, але під впливом стресу ці відмінності у самок майже повністю нівелювалися. Це особливо стосувалося генів, розташованих на Z-хромосомі — одній зі статевих хромосом у птахів.

Доктор Карлос Герреро-Босанья, співавтор дослідження, зазначає: «Наші висновки свідчать про те, що самки птахів особливо вразливі до впливу екологічного стресу на молекулярному рівні. Ці результати порушують питання не лише про добробут тварин, але й про те, як штучне освітлення може впливати на біологічні ритми інших видів, включаючи людину».

Хоча дослідження зосереджувалося на птахах, його висновки мають ширше значення. У сучасному світі багато людей зазнають впливу нерегулярного освітлення через змінну роботу, штучне освітлення або використання цифрових екранів. Якщо непередбачуване освітлення здатне настільки суттєво впливати на фундаментальні молекулярні відмінності у птахів, це піднімає важливі питання про можливі наслідки для інших живих організмів.

Дослідження проводилося під керівництвом фахівців з епігенетики та молекулярної біології Уппсальського університету, які спеціалізуються на вивченні впливу екологічних факторів, таких як стрес та світлове опромінення, на регуляцію генів у тварин. Науковці досліджували механізми ДНК-метилування та експресії мікроРНК з метою розуміння їхнього довготривалого впливу на здоров'я та розвиток організмів.

Результати цього дослідження відкривають нові перспективи для розуміння впливу змін навколишнього середовища на біологічні процеси та підкреслюють важливість подальшого вивчення механізмів адаптації живих організмів до змін умов освітлення. Це особливо актуально в контексті зростаючої урбанізації та повсюдного використання штучного освітлення.