迁徙的鸟类如何参加马拉松比赛在长途飞行中燃烧肌肉和器官

对于一些水鸟来说，迁徙的鸟类可以完成长达数小时的不间断飞行以获得鸣禽和几天的繁殖或越冬场地。马萨诸塞大学阿默斯特分校的生态生理学家亚历山大·格森说，在这样的飞行过程中，鸟类的代谢率非常高，以储存的脂肪为燃料，但在肌肉和器官中燃烧蛋白质的过程还不是很清楚。

现在，他已经获得了为期三年756,000美元的国家科学基金会拨款，以彻底调查这一现象的后果和机制，这有时会导致迁徙鸟类的肌肉和器官大幅减少，但可能不会导致功能的重大损失。

正如他解释的那样，“有证据表明，除了大脑和肺部之外，有些鸟类的肌肉质量减少了20%，肝脏，肠道，肾脏和其他器官的质量损失高达50%。这个半球，在飞行过程中，黑熊莺在水面上飞行了22个小时，在那里他们绝对无法停止。当你进行这样的马拉松比赛时，你要么用尽燃料或水，但是这些鸟可以通过代谢他们的肌肉和器官组织来产生“。

他补充道，“我们对飞行过程中发生的事情感兴趣，能源来自哪里，以及它们如何保持水平衡。水是由新陈代谢产生的，并且最大限度地降低蛋白质产量。但是当你失去20%的水分时会发生什么。你的胸肌吗?你失去了功能还是只是尺寸?这些是我们的一些问题。“

Gerson表示，这项研究将使用两种超专业工具，这些工具不适用于大多数研究人员：现场便携式定量磁共振成像(QMRI)机器，以及专门用于研究鸟类长时间飞行的风洞，世界上仅有的三种之一，位于安大略省伦敦西部大学的禽类研究高级设施。

实验系列将研究一个较大物种的体脂，瘦肉质量和含水量，Swainson的鹅口疮，以及一个较小的黄腰莺，在野外以及在气候控制的风洞中飞行的野生鸟类。在那里，研究人员可以操纵湿度和温度等因素来研究呼吸损失的水量。Gerson指出，这与气候变化有关，因为在温暖的空气中飞行意味着更多的蛋白质和水分流失。

他的研究团队也将着眼于水-Loss非飞行条件下的价格，在休息，并寻求移民和非移民之间的差异。此外，Gerson及其同事将进行代谢表型分析，并使用转录组学研究UMass Amherst分子生物学家Courtney Babbitt和Larry Schwartz研究蛋白质分解和再生的分子机制。

Gerson打算让来自不同背景的许多本科生和研究生参与研究，培训他们使用适用于许多科学，技术，工程和数学(STEM)领域的一系列尖端技术。他们将为当地低收入学区的中学生制定和实施科学传播和推广计划尚待确定。

在三年结束时，Gerson说：“我们希望更好地了解气候对飞行代谢的影响，并更好地了解蛋白质分解的功能后果，这有可能令人兴奋，因为它们会燃烧大量的肌肉和似乎并没有表现出任何戏剧性的功能损失。它可能会给已经存在很长时间的问题带来一些新的启示。“