För Wendy Hood och Geoffrey Hill i Biological Sciences, Andreas Kavazis i Kinesiology, och deras team, Emma Rhodes, Paulo Mesquita och Jeff Yap, har resan landet runt för att låsa upp mysteriet med mitokondrier i migrerande voljärarter gjort det möjligt för dem att göra ett betydande bidrag att forska inom ett område som inte har undersökts tidigare.
Den första publikationen som utfördes i AU MitoMobile van finns med i Scientific Reports , "Flexibilitet ligger till grund för skillnader i mitokondriell andningsprestanda mellan migrerande och icke-migrerande vitkrönade sparvar (Zonotrichia leucophrys)."
Mitokondrier driver flera vitala biologiska funktioner. Se dem som kraftverken som skapar den energi som behövs för att stödja praktiskt taget alla kroppens funktioner.
"Detta är den första publikationen som visar att förändringar i mitokondriernas prestanda är förknippad med en massiv ökning av energibehovet för långväga migrationsflygningar", säger Hood, professor vid institutionen för biologiska vetenskaper vid Auburn University.
"Migrerande fåglar kan bära en större kapacitet av syre och näringsämnen," sa hon. "Elektrontransportkedjan måste då förändras på ett sätt som gör att fåglarna kan bearbeta de inkommande näringsämnena och syre för att producera den energi de behöver för långa flygningar."
De vitkrönta sparvarna var inte förstahandsvalet för forskningsprojektet av Hood Lab vid Auburn University.
"Först tittade vi på flyttande gråkattfåglar och icke-flyttande nordliga mockingbirds," sa hon. "Även om djuren är relativt nära besläktade har de väldigt olika beteenden, vilket skymmer mönstren vi förutspådde att hitta."
Kattfåglarna är mycket mer avslappnade än de högenergiska, territoriella hånfåglarna.
"Vi litade på vår kunskap om fåglar i hela Nordamerika för att välja rätt grupp fåglar", förklarade hon.
Laget slog sig ner på vitkrönta sparvar.
Inom vitkrönta sparvar finns det distinkta underarter som varierar i om de vandrar eller inte. Gambels sparvar är flyttfåglar som reser från Kalifornien till Alaska, medan Nuttalls sparvar är icke-flyttfåglar som vistas längs Kaliforniens kust.
"Vårt team tittade på ett brett utbud av mitokondriella funktioner, inklusive morfologi och dynamik," sa Hood.
Båda de vetenskapliga rapporterna papper och pågående arbete utvärderar mekanismerna genom vilka mitokondrier gör justeringar för att stödja förändringar i energiproduktionen.
Hood är särskilt upphetsad över deras resultat som beskriver mitokondriell fission och fusion. "Fission och fusion av dynamik tar bort skador och förbättrar mitokondriernas kapacitet, men det har sällan studerats hos vilda fåglar," delade hon. Detta arbete kommer att skickas in för granskning och övervägande för publicering senare denna månad.
AU MitoMobile, ett mobilt fysiologiskt laboratorium, gjorde det möjligt för teamet att samla in prover före och efter migrationstillstånd.
"Vi körde AU MitoMobile till Kalifornien i april 2021," delade Hood. "I Davis, Kalifornien valde vi ut Gambels sparvar när de förberedde sig för att flyga norrut."
"Då, i september 2021, fångade vi Gambels sparvar i ett högt bergspass strax utanför Yosemite National Park när de vandrade söderut", tillade hon. "På samma resa samlade vi in Nuttalls sparvar efter att de fötts upp. Efteråt, i december 2021, samlade vi båda underarterna i ett icke-migrerande tillstånd."
Hood och Rhodes presenterade detta arbete vid ett vetenskapligt möte i Seattle i januari och kommer att presentera det igen i Prag, Tjeckien, i sommar. De förväntar sig att använda AU MitoMobile för att bedriva forskning långt bortom slätterna inom en snar framtid.
Mer information: Emma M. Rhodes et al, Flexibilitet ligger till grund för skillnader i mitokondriell andningsprestanda mellan migrerande och icke-migrerande vitkronade sparvar (Zonotrichia leucophrys), Scientific Reports (2024). DOI:10.1038/s41598-024-59715-y
Journalinformation: Vetenskapliga rapporter
Tillhandahålls av Auburn University College of Sciences and Mathematics
