Современное использование и перспективы метода  стабильных изотопов для изучения циркуляции вируса  гриппа птиц A с мигрирующими птицами

Цель. Трансмиссия патогенов – глобальное биологическое явление, тесно связанное с миграциями птиц. Анализ проводился с целью понимания и оценки  перспективы применения метода стабильных изотопов (SIA) для изучения циркуляции вируса гриппа птиц А с мигрирующими птицами. 

 Обсуждение. Недостаточное количество данных о расстоянии миграции инфицированных птиц и их межпопуляционных связях оставляет открытым вопрос  передачи высокопатогенного вируса гриппа (ВПВГ) в популяции диких птиц.  Более глубокое изучение роли миграций в распространении ВПВГ, возможно ,  позволит эффективнее исследовать передачу вирусного патогена между особями на миграционных остановках и уточнит глобальные миграционные маршруты. Новые методические подходы позволяют получать более полное представление о географии и фенологии миграций, и последствиях миграционного поведения для биологии видов. Изучение количественной составляющей миграционных потоков, представляется более перспективным на основе анализа содержания стабильных изотопов (SIA) в тканях птиц. Данный метод используется  для решения различных экологических задач, в том числе и изучения миграций  животных. 

Заключение. На основании литературных данных показано, что SIA перспективен для уточнения миграционных маршрутов птиц и количественной оценки их  интенсивности. Разрешающей способности метода достаточно для определения  миграционных путей носителей вирусных патогенов в масштабах зоогеографических подобластей и подробнее . Однако к настоящему моменту таких исследований немного, а на территории России их вовсе не проводилось. Возможно,  расширение  использования  метода  SIA  выявит  новые  пути  распространения  вирусных инфекций птиц.  

1. Newton I. The migration ecology of birds. Elsevier. 2010. 984 р.

2. Rubenstein D.R., Hobson K.A. From birds to butterflies: animal movement patterns and stable isotopes // Trends in ecology & evolution. 2004. V. 19. Iss. 5. Р. 256‐263. Doi: 10.1016/j.tree.2004.03.017

3. Бианки В.В., Добрынина И.Н. Миграции птиц Восточной Европы и Северной Азии // Пластинчатоклювые. Речные утки. М.: Наука, 1997. 320 c.

4. Veen J., Yurlov A.K., Delany S.N., Mihantiev A.I., Selivanova M.A., Boere G.C. An atlas of movements of Southwest Siberian waterbirds. Wetlands Internat., Wageningen. 2005. P. 1017.

5. Webster M.S., Marra P.P., Haig S.M., Bensch S., Holmes R.T. Links between worlds: unraveling migratory connectivity // Trends in Ecology & Evolution. 2002. V. 17. Iss. 2. P. 76‐83. Doi: 10.1016/S0169‐5347(01)02380‐1

6. Коблик Е., Архипов В., Редькин Я. Список птиц Российской Федерации. Litres. 2018. 256 с.

7. Chamberlain C.P., Blum J.D., Holmes R.T., Feng X.H., Sherry T.W., Graves G.R. The use of isotope tracers for identifying populations of migratory birds // Oecologia. 1996. V. 109. Iss. 1. P. 132‐141. Doi: 10.1007/s004420050067

8. Hobson K.A., Wassenaar L.I. Linking breeding and wintering grounds of neotropical migrant songbirds using stable hydrogen isotopic analysis of feathers // Oecologia. 1997. V. 109. Iss. 1. P. 142‐148. Doi: 10.1007/s004420050068

9. Inger R., Bearhop S. Applications of stable isotope analyses to avian ecology // Ibis. 2008. V. 150. Iss. 3. P. 447‐461. Doi: 10.1111/j.1474‐919X.2008.00839.x

10. Webster R.G., Bean W.J., Gorman O.T., Chambers T.M., Kawaoka Y. Evolution and ecology of influenza A viruses // Microbiology and molecular biology reviews. 1992. V. 56. Iss. 1. P. 152‐179.

11. Reed K.D., Meece J.K., Henkel J.S., Shukla S.K. Birds, migration and emerging zoonoses: West Nile virus, Lyme disease, influenza A and enteropathogens // Clinical medicine and research. 2003. V. 1. Iss. 1. P. 5‐12.

12. Михеев А.В. Пространственная структура популяций у птиц // Русский орнитологический журнал. 2010. Т. 19. N 592. C. 1499‐1509.

13. De Marco M.A., Sharshov K., Gulyaeva M., Delogu M., Ciccarese L., Castrucci M. R., Shestopalov A. Chapter: Ecology of Avian Influenza Viruses in Siberia. Book: Siberia: Ecology, Diversity and Environmental Impact, Nova Science Pub Inc. 2016. 235 p.

14. Гаврилов Э.И., Равкин Ю.С. Миграции птиц в Азии. Новосибирск: Наука, 1986. 261 с.

15. Gaidet N., Cappelle J., Takekawa J.Y., Prosser D.J., Iverson S.A., Douglas D.C., Perry W.M., Mundkur T., Newman S.H. Potential spread of highly pathogenic avian influenza H5N1 by wildfowl: dispersal ranges and rates determined from large‐scale satellite telemetry // Journal of Applied Ecology. 2010. V. 47. Iss. 5. P. 1147‐1157. Doi: 10.1111/j.13652664.2010.01845.x

16. Gulyaeva M.A., Sharshov K.A., Zaykovskaia A.V., Shestopalova L.V., Shestopalov A.M. Experimental infection and pathology of Clade 2.2 H5N1 virus in gulls // J Vet Sci. 2016. V. 17. Iss. 2. P. 179‐188. Doi: 10.4142/jvs.2016.17.2.179

17. Takekawa J.Y., Newman S.H., Xiao X., Prosser D.J., Spragens K.A., Palm E.C., Yan B., Li T., Lei F., Zhao D., Douglas D.C., Muzaffar S.B., Ji W. Migration of waterfowl in the East Asian flyway and spatial relationship to HPAI H5N1 outbreaks // Avian Dis. 2010. V. 54. Suppl. 1. P. 466‐476. Doi: 10.1637/8914‐043009‐Reg.1

18. Iverson S.A., Gavrilov A., Katzner T.E., Takekawa J.Y., Miller T.A., Hagemeijer W., Mundkur T., Sivananinthaperumal B., DeMattos C.C., Ahmed L.S., Newman S.H. Migratory movements of waterfowl in Central Asia and avian influenza emergence: sporadic transmission of H5N1 from east to west // Ibis. 2011. V. 153. Iss. 2. P. 279‐292. Doi: 10.1111/j.1474919X.2010.01095.x

19. Cappelle J., Iverson S.A., Takekawa J.Y., Newman S.H., Dodman T., Gaidet N. Implementing telemetry on new species in remote areas: recommendations from a large‐scale satellite tracking study of African waterfowl // Ostrich. 2011. V. 82. Iss. 1. P. 17‐26. Doi: 10.2989/00306525.2011.556786

20. Hobson K.A. Stable isotopes and the determination of avian migratory connectivity and seasonal interactions // The Auk. 2005. V. 122. Iss. 4. P. 1037‐1048. Doi: 10.1093/auk/122.4.1037

21. Yuan‐Mou C., Hatch K.A., Ding T.S., Eggett D.L., Yuan H.W., Roeder B.L. Using stable isotopes to unravel and predict the origins of great cormorants (Phalacrocorax carbo sinensis) overwintering at Kinmen // Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2008. V. 22. Iss. 8. P. 1235‐1244. Doi: 10.1002/rcm.3487

22. Wunder M.B., Kester C.L., Knopf F.L., Rye R.O. A test of geographic assignment using isotope tracers in feathers of known origin // Oecologia. 2005. V. 144. Iss. 4. P. 607‐617. Doi: 10.1007/s00442‐005‐0071‐y

23. Kelly J.F., Johnson M.J., Langridge S., Whitfield M. Efficacy of stable isotope ratios in assigning endangered migrants to breeding and wintering sites // Ecol. Appl. 2008. V. 18. Iss. 3. P. 568‐576.

24. Hallworth M.T., Marra P.P. Miniaturized GPS Tags Identify Non‐breeding Territories of a Small Breeding Migratory Songbird // Scientific Reports. 2015. V. 5. P. 1106‐1109. Doi: 10.1038/srep11069

25. Hill N.J., Takekawa J.Y., Ackerman J.T., Hobson K.A., Herring G., Cardona C.J., Runstadler J.A., Boyce W.M. Migration strategy affects avian influenza dynamics in mallards (Anas platyrhynchos) // Molecular Ecology. 2012. V. 21. Iss. 24. P. 5986‐5999. Doi: 10.1111/j.1365‐294X.2012.05735.x

26. Guillemain M., van Wilgenburg S.L., Legagneux P., Hobson K.A. Assessing geographic origins of Teal (Anas crecca) through stable‐hydrogen (δ 2H) isotope analyses of feathers and ring‐recoveries // Journal of Ornithology. 2014. V. 155. Iss. 1. P. 165‐172. Doi: 10.1007/s10336‐013‐0998‐4

27. Fox A.D., Hobson K.A., de Jong A., Kardynal K.J., Koehler G., Heinicke T. Flyway population delineation in Taiga Bean Geese Anser fabalis fabalis revealed by multi‐element feather stable isotope analysis // Ibis. 2017. V. 159. Iss. 1. P. 66‐75. Doi: 10.1111/ibi.12417

28. Michener R.H., Lajtha K. Stable isotopes in ecology and environmental science. Blackwell Pub., 2007, 591 p.

29. Viljoen G.J., Luckins A.G., Naletoski I. Stable Isotopes to Trace Migratory Birds and to Identify Harmful Diseases. Springer. 2016. 43 p.

30. Екайкин А.А. Стабильные изотопы воды в гляциологии и палеогеографии. Санкт‐Петербург: Изд. ААНИИ. 2016. 63 c.

31. Rubenstein D.R., Hobson K.A. From birds to butterflies: animal movement patterns and stable isotopes // Trends in ecology & evolution. 2004. V. 19. Iss. 5. P. 256‐263. Doi: 10.1016/j.tree.2004.03.017

32. Hobson K.A. Tracing origins and migration of wildlife using stable isotopes: a review // Oecologia. 1999. V. 120. Iss. 3. P. 314‐326. Doi: 10.1007/s004420050865

33. Wassenaar L.I., Hobson K.A. Improved Method for Determining the Stable‐Hydrogen Isotopic Composition (δD) of Complex Organic Materials of Environmental Interest // Environ. Sci. Technol. 2000. V. 34. Iss. 11. P. 2354‐2360. Doi: 10.1021/es990804i

34. Bearhop S., Waldron S., Votier S.C., Furnesset R.W. Factors that influence assimilation rates and fractionation of nitrogen and carbon stable isotopes in avian blood and feathers // Physiol. Biochem. Zool. 2002. V. 75. Iss. 5. P. 451458. Doi: 10.1086/342800

35. Schaffner F.C., Swart P.K. Influence of diet and environmental water on the carbon and oxygen isotopic signatures of seabird eggshell carbonate // Bulletin of Marine Science. 1991. V. 48. Iss. 1. P. 23‐38.

36. Vogel J.C., Eglington B., Auret J.M. Isotope fingerprints in elephant bone and ivory // Nature. 1990. V. 346. P. 747‐749. Doi: 10.1038/346747a0

37. Fry B. Fish and shrimp migrations in the northern Gulf of Mexico analyzed using stable carbon and nitrogen and sulfur isotope ratios // US Natl Mar Fish Serv Bull. 1984. V. 81. Iss. 4. P. 789‐802.

38. Terzer S., Wassenaar L.I., Araguás‐Araguás L.J., Aggarwal P.K. Global isoscapes for δ18 O and δ2 H in precipitation: improved prediction using regionalized climatic regression models // Hydrology and Earth System Sciences. 2013. V. 17. Iss. 11. P. 4713‐4728. Doi: 10.5194/hess‐17‐4713‐2013