Птицы, которые росли с грузом на лапе, во взрослом возрасте тратят меньше энергии на ходьбу

Учёные впервые получили прямое доказательство того, что условия развития меняют энергозатраты животных при движении во взрослой жизни. Работа опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B, Biological Sciences.

Профессор кинезиологии Penn State Джонас Рубенсон, старший автор исследования, отмечает: умение двигаться экономно может играть важную роль в эволюции. Животные, которые тратят меньше сил на передвижение, располагают большими ресурсами для поиска пищи, охоты и размножения. Результаты показывают, что энергозатраты на движение гибче, чем считалось раньше.

Как провели эксперимент

Учёные наблюдали за 12 цесарками: от двух недель жизни до 16 недель, когда птицы почти достигли взрослых размеров. Цесарки близки к курам и, как люди, ходят на двух ногах.

Шестерым птицам на одну лапу надели свинцовые кольца, каждое весило 4% от массы тела птицы. Остальные шесть росли без дополнительного веса. В остальном условия жизни и режим нагрузок у всех были одинаковыми.

С девяти недель птиц приучали ходить по беговой дорожке. В 16 недель энергозатраты измерили проточной метаболической камерой, встроенной в дорожку: она фиксировала потребление кислорода и выделение углекислого газа и водяного пара. По словам исследователей, это золотой стандарт для оценки энергозатрат животного.

Каждую птицу проверяли в трёх состояниях: стоя на месте, при ходьбе без груза и при ходьбе с кольцом на одной лапе.

Что показали измерения

Пока птицы стояли на месте, различий в расходе энергии не было. Они появились при ходьбе с грузом. У тех, кто рос без утяжелителей, затраты энергии с грузом выросли на 23% по сравнению с ходьбой без него.

У птиц, которые носили грузы в течение всего роста, реакция оказалась иной. Организм так хорошо адаптировался, что ходьба с грузом требовала даже чуть меньше энергии, чем без него. Этот результат стал для команды неожиданным.

«Птицы стали настолько эффективными, что не тратили на ношение груза больше энергии, чем на ходьбу без него», — сказал Рубенсон.

Ещё одна неожиданность: в среднем птицы, привыкшие к грузу, при ходьбе с кольцом тратили не больше энергии, чем обычные птицы при ходьбе без какого-либо веса.

Что это может значить для людей

Хотя опыт проводили на птицах, результаты поднимают вопросы о физической активности человека. Одна из распространённых научных гипотез гласит: люди склонны избегать движения, если оно кажется тяжёлым и требует много энергии.

Если у человека ранняя активность влияет на эффективность движений так же, как у этих птиц, то менее активным в детстве людям во взрослом возрасте может требоваться больше энергии для тех же движений. Из-за этого им может хотеться заниматься меньше, и малоподвижность закрепится.

Рубенсон считает, что открытие может иметь серьёзные последствия для общественного здоровья, особенно потому, что нынешние дети в целом менее активны, чем прежние поколения. «Дети в США сегодня гораздо менее активны, чем предыдущие поколения. Исследование показывает, что больше нагрузки через игры и упражнения в детстве может облегчить людям сохранение или повышение активности во взрослом возрасте», — отметил он. По его словам, это может отражаться на разных сторонах здоровья — от сердца до психики.

Можно ли считать, что у людей происходят такие же адаптации, пока не установлено. Однако работа указывает на возможный механизм, через который детские нагрузки способны поддерживать физическую активность в дальнейшей жизни.

Кто участвовал в работе

В исследовании также участвовал профессор кинезиологии Penn State Стивен Пиацца и несколько аспирантов. Соавторами-первыми стали Талайя Джонсон и Кавья Катугам-Дешен.

Финансирование предоставил Национальный институт артрита, опорно-двигательного аппарата и кожных болезней, входящий в Национальные институты здравоохранения США.

Между прочим. Одомашнивание цесарки началось в африканском регионе Сахель около 5000 г. до н. э. В античные времена домашняя цесарка попала из Африки в Древнюю Грецию и Древний Рим. Ночуют эти птицы на деревьях.