 |
Egyedi variancia a madarak vérparazitás fertőzöttségében: okok és következmények
|
súgó 
nyomtatás 
|
Ezen az oldalon az NKFI Elektronikus Pályázatkezelő Rendszerében nyilvánosságra hozott projektjeit tekintheti meg.
vissza »
|
| |
Projekt adatai |
|
|
| azonosító |
124043 |
| típus |
PD |
| Vezető kutató |
Szöllősi Eszter |
| magyar cím |
Egyedi variancia a madarak vérparazitás fertőzöttségében: okok és következmények |
| Angol cím |
Individual variance in avian blood parasite infections: causes and consequences |
| magyar kulcsszavak |
malária, vérparazita, madarak, Haemoproteus, Plasmodium, "szaporodási siker", IGF-1 |
| angol kulcsszavak |
malaria, blood parasite, Haemoproteus, Plasmodium, Haemosporidian parasites, "reproductive success", IGF-1 |
| megadott besorolás |
| Környezeti biológia, ökotoxikológia (Komplex Környezettudományi Kollégium) | 50 % | | Ortelius tudományág: Állat-ökológia | | Filogenetika, szisztematika, taxonómia, összehasonlító biológia, ökofiziológia (Komplex Környezettudományi Kollégium) | 50 % |
|
| zsűri |
Ökológia és evolúció 1 |
| Kutatóhely |
Állatrendszertani és Ökológiai Tanszék (Eötvös Loránd Tudományegyetem) |
| résztvevők |
Lendvai Ádám Zoltán
|
| projekt kezdete |
2017-11-01 |
| projekt vége |
2020-10-31 |
| aktuális összeg (MFt) |
15.219 |
| FTE (kutatóév egyenérték) |
2.40 |
| állapot |
lezárult projekt |
magyar összefoglaló A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A madarak vérparazitás fertőzése komoly negatív következménnyel járhat a madarak egészségére nézve. Ennek ellenére számos tényező akad, amelynek hatását eddig még nem vizsgáltak, mégis fontos lehet a felnőtt madarak fertőzöttségének alakulásában. Ilyen például a fiókakori nevelő környezet, vagy az apasági viszonyok szerepe. A madarakban, a fertőzés hatására végbemenő fiziológiai változásokról is keveset tudunk. A vérparaziták fejlődésük különböző stádiumaiban, roncsolják a különböző szervek és szövetek sejtjeit. Emellett, a maláriás fertőzések megnövelik a madarak oxidatív stresszre való fogékonyságát, amely gyorsítja a telomerek rövidülését és így a madarak korábbi öregedését okozza. A legújabb kutatások az inzulinszerű növekedési faktorok, legfőképp pedig az IGF-1 fertőzésekben betöltött szerepére hívják fel a figyelmet. Az IGF-1 befolyásolhatja az oxidatív stresszel szembeni rezisztenciát és így az egyedek várható élettartamát is. Legjobb tudomásom szerint azonban eddig egy tanulmány sem vizsgálta az IGF-1-nek, a madarak vérparazitás fertőzésekben betöltött szerepét. Pályázatomban korrelatív és kísérletes megközelítéseket alkalmazva azt vizsgálom, hogy az IGF-1 hogyan függ össze a madarak vérparazitás fertőzöttségével. Ezen kívül azt is vizsgálni fogom, hogy a fészkekben lévő korai kompetitív viszonyok, illetve az apasági viszonyok (szociális apától vs félrelépésből származó fióka) hogyan befolyásolják a felnőttként visszatérő utódok fertőzöttségét. A feltett kérdéseim a tudomány számára újak, így fontos hatással lehetnek a madarak vérparazita kutatására.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Pályázatomban a páron kívüli párzásból és szociális apától származó, a populációba felnőttként visszatérő utódok szaporodási sikerét és fertőzöttségét vizsgálom a genetikai és a nevelő szülők fertőzöttségének függvényében. Vizsgálatommal nem csak arra kapok választ, hogy a páron kívüli párzásokból származó utódok fertőzésekre való érzékenysége eltér-e, hanem arra is, hogy a genetikai vagy a nevelő szülők szerepe fontosabb utódaik fertőzöttségének alakulásában. A fészekaljon belüli ivararány is szerepet játszhat a hím és tojó rekruták különböző fertőzésekre való érzékenyégben, ugyanis a hím és a tojó fiókák eltérő sebességgel nőhetnek, a növekedés sebességének pedig életre szóló következményei lehetnek. Egyik vizsgálati fajunk esetében a hím fiókák gyorsabban nőnek, de emellett érzékenyebbek a korai kompetíciós körülményekre. Mivel a fiókakori környezetnek életre szóló hatása lehet, ezért azt várom, hogy azok a hímek, melyek kompetitívebb nevelő környezetből térnek vissza, nagyobb valószínűséggel lesznek Haemosporidiás parazitával fertőzöttek. Korrelatív és kísérletes megközelítést alkalmazva azt is vizsgálni fogom, hogy az IGF-1 szint hogyan függ össze a vérparazitás fertőzöttséggel. Azt várom, hogy a magasabb IGF-1 szinttel rendelkező egyedek általában kevésbé fertőzöttebbek, míg a mesterségesen megnövelt IGF-1 szint a paraziták visszaszorításában játszik fontos szerepet.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Ugyan régóta ismert, hogy a vérparaziták negatívan befolyásolják a madarak egészségét, rengeteg eddig még nem vizsgált faktor van, amelynek ismerete segítené a fertőzésekkel szembeni rezisztencia kialakulásának pontosabb megértését. A fészekaljon belüli, fiókák közti kompetíciós viszonyok és fiókanövekedési mintázatok megváltoztatásával azt a kérdést válaszolhatom meg, hogy a fiókák növekedésének sebességének vagy a fiókák kondíciójának tényleg fontos szerepe van-e a vérparaziták elleni rezisztencia kialakulásában. Emellett, az apasági viszonyok vérparazita rezisztenciában betöltött szerepét is tisztázni tudom.
Az IGF-1 szintek vérparazita rezisztenciában betöltött szerepének vizsgálata pedig a maláriával szembeni rezisztencia kutatásának egy új fejezetét indíthatja el, hiszen az IGF-1 szerepéről még nagyon keveset tudunk. A humán malária kutatások eredményei szerint, malária fertőzés hatására az IGF-1 szint az emberek vérében lecsökken, míg a szúnyogok maláriával szembeni rezisztenciája megnő, ha fiziológiás koncentrációban lévő IGF-1-et tartalmazó vért szívnak. Egyelőre azonban az IGF-1 malária rezisztenciában betöltött szerepét kísérletesen még nem sikerült bizonyítani. A pályázatban tervezett korrelatív és kísérletes eredmények segíthetik az IGF-1 madár maláriában betöltött szerepének tisztázását.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Az emberi maláriához hasonlóan a madarak vérparazitás fertőzéseinek is komoly egészségre gyakorolt hatásai lehetnek. Azonban korábban számos olyan tényezőt nem vizsgáltak, amelyek befolyásolhatják a felnőtt madarak fertőzésekre való érzékenységét. Például a fiókakori környezet a két ivar fejlődését és fertőzésekre való érzékenységét eltérően befolyásolhatja, illetve a fészekaljakban lévő páron kívüli párzásokból származó fiókák fertőzésekre való érzékenysége is eltérhet a szociális kapcsolatból származókétól. Így pályázatomban a fiókakori környezet és az apasági viszonyoknak a hatását vizsgálom a madarak vérparazitás fertőzöttségére. A madarakban, a vérparazitás fertőzések során fellépő fiziológiai változásokról keveset tudni. A paraziták, az életciklusuk során károsítják a különböző szervek sejtjeit, emellett a madarak öregedését is felgyorsítják. A legújabb kutatások szerint azonban egy inzulin szerű növekedési faktornak is fontos szerepe lehet a fertőzések hatásának közvetítésében. Ez a faktor, az úgynevezett IGF-1. Kimutatták, hogy az emelkedett IGF-1 szint hatására ugyan felgyorsul a növekedés, azonban az egyedek várható élettartama lecsökken. Legjobb tudomásom szerint azonban, még egy tanulmány sem vizsgálta az IGF-1 madár malária rezisztenciában betöltött szerepét, így pályázatomban az IGF-1 és a madarak vérparazitás fertőzöttsége közti összefüggést is tervezem vizsgálni. A feltett kérdések a tudomány számára újak, ezért eredményeim nem csak a madár vérparazita kutatásra, hanem tágabb értelemben is fontosak lehetnek.
| angol összefoglaló Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Blood parasite infections have been detected to have various negative effects on bird hosts, however, it is not yet known how early rearing conditions and paternity affect infection status of recruiting adults. The physiological changes caused by Haemosporidian infections in birds are also poorly investigated. Haemosporidian parasites during their life cycles destroy the cells of different organs. In addition, malaria infections increase the susceptibility of birds to oxidative stress, which accelerates telomere shortening thus causes the faster senescence of the individuals. Recent research also draw the attention to the role of insulin-like growth factor signaling (IIS) pathway, and specifically the insulin-like growth factor-1 (IGF-1) in mediating the effects of infections in vertebrates. To my knowledge, no study has investigated the role of IGF-1 levels in resistance to avian malaria. In this study I aim to investigate the role of IGF-1 in shaping blood parasite infection status and parasitaemia both in natural and under semi-natural conditions when manipulating the IGF-1 levels of the birds. In addition, I will also investigate how competitive relationships within a brood resulting from experimental brood sex ratio manipulation, and paternity affect the infection status of recruiting adults and whether extra-pair nestlings are more resistant to blood parasites. The questions addressed in the proposal are new and have not been investigated before thus have important consequences for avian blood parasite research.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The goals of the project are to reveal the effects of early life conditions and paternity on Haemosporidian infection status and to investigate the relationship between IGF-1 and blood parasite infections under natural and in semi-natural outdoor conditions when manipulating IGF-1 levels.
I will compare the reproductive success and infection patterns of extra-pair and within-pair offspring recruiting to the population as adults when controlling for the infection status of their rearing parents and genetic fathers. This way I can reveal if extra-pair offspring are of better quality in terms of blood parasite resistance and also whether their infection status is more similar to their rearing parents or to their extra-pair father. Sex ratios within the natal broods may affect the susceptibility of male and female recruits differently to various types of infections, as female and male nestlings grow with a different rate and the speed of nestling growth may have life-long consequences. Males in one of our study species generally grow faster and are more sensitive to competitive conditions. As early life conditions were found to have life-long consequences I expect that recruiting males from more competitive broods will be more likely to be infected with Haemoproteus parasites.
I will also study how IGF-1 levels correlate with infection status in a correlative and in an experimental study. I expect that individuals with higher IGF-1 levels will experience a generally lower parasite load and artificially increased IGF-1 levels will help the individuals in combating infections.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Though it has been long known that blood parasite infections may have various negative effects on the health of the birds, there are different uninvestigated issues that would help our understanding of resistance against infections. With the study on the manipulation of within brood competitive hierarchies and nestling growth patterns, I can answer the question whether the speed of growth or body condition has indeed an effect on blood parasite resistance as predicted. In addition, I can also reveal the role of paternity in shaping blood parasite prevalence.
My studies on the role of IGF-1 levels in blood parasite resistance also open up new perspectives as the investigation of IGF-1 levels in malaria research is in an early stage. Human malaria studies suggest that in case of malaria infection IGF-1 levels are decreasing in the blood of humans, while resistance in mosquitoes increases when digesting human blood containing IGF-1. Still, no experimental study has been performed on the effects of IGF-1 in malaria resistance in vertebrates. Our correlative and experimental results could help us in the deeper understanding of the role of IGF-1 in malaria resistance.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Similarly to human malaria, avian blood parasite infections have serious effects on the birds. However, sensitivity of adult birds to infections is expected to be influenced by various, so far uninvestigated factors. These can be for example the effects of paternity or early life conditions that nestlings experience when they are in the brood. In addition differences in early life conditions may affect the two sexes differently. Therefore I will examine how males and females develop and how early life conditions and paternity affect blood parasite infections when they are adults.
The physiological changes caused by blood parasite infections in birds are still poorly investigated. These parasites during their life cycle destroy cells of different organs. In addition, malaria infection accelerates aging of the individuals. Recent research also draw the attention to the role of an insulin-like factor that is supposed to have an important role in shaping infections in vertebrates. This factor, the so called IGF-1 has been found to cause faster body mass growth, but at the same time decreases the expected lifetime of the individuals. To my knowledge no study has investigated the role of IGF-1 levels in resistance against avian malaria. In this study, I aim to investigate the role of IGF-1 in avian blood parasite infections and aging of the individuals. The questions addressed in the proposal are new to science and have not been investigated before, thus the expected results may have important consequences for avian blood parasite research and may have wider implications too.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Közleményjegyzék |
|
|
| Szöllősi, E., Tóth, Z., Mahr, K., Hoi, H., Lendvai, Á.Z.: Extremely low malaria prevalence in a wetland specialist passerine., Parasitology 147:87-95, 2019 | | Ágh, N., Piross, I., Majoros, G., Csörgő, T., Szöllősi, E.: Malaria infection status of European Robins seems to associate with timing of autumn migration but not with actual condition, Parasitology, 146:814-820, 2019 | | Szöllősi, E., Tóth, Z., Lendvai, Á.Z.: Extrém alacsony malária prevalencia egy nádi énekesmadárnál., XX. Magyar Etológus Konferencia, abstract kötet 48. oldal, 2018 | | Garamszegi, L.Z., Zagalska-Neubauer, M., Canal, D., Blazi, G., Laczi, M., Nagy, G., Szöllősi, E., Vaskuti, E., Török, J., Zsebők, S.: MHC-mediated sexual selection on bird song: generic polymorphism, particular alleles and acoustic signals, Molecular Ecology, 27:2620-2633, 2018 | | Jones, W., Kulma, K., Bensch, S., Cichoń, M., Kerimov, A., Krist, K., Laaksonen, T., Moreno, J., Munclinger, P., Slater, F.M., Szöllősi, E., Visser, M.E., Qvarnström, A.: Interspecific transfer of parasites following a range-shift in Ficedula flycatchers, Ecology and Evolution, 8:12183-12192, 2018 | | Rosivall, B., Sarkadi, F., Szöllősi, E., Kopena, R., Szász, E., Török, J.: The effect of brood sex ratio on offspring growth, Poster at the 12th European Ornithologists’ Union Congress, Cluj-Napoca, Romania. Abstract booklet p210, 2019 | | Ágh, N., Piross, I., Majoros, G., Csörgő, T., Szöllősi, E.: Malaria infection status of European Robins seems to associate with timing of autumn migration but not with actual condition, Parasitology, 146:814-820, 2019 | | Szöllősi, E., Tóth, Z., Mahr, K., Hoi, H., Lendvai, Á.Z.: Remarkably low malaria prevalence in a wetland specialist passerine, Poster at the 12th European Ornithologists’ Union Congress, Cluj-Napoca, Romania. Abstract booklet p151, 2019 | | Szász, E., Jablonszky, M., Krenhardt, K., Markó, G., Hegyi, G., Herényi, M., Laczi, M., Nagy, G., Rosivall, B., Szöllősi, E., Török, J., Garamszegi, L.Z.: Male territorial aggression and fitness in collared flycatchers: a long-term study., The Science of Nature. 106: 11, 2019 | | Sarkadi, F., Szász, E., Szöllősi, E., Kopena, R., Török, J., Rosivall, B.: Hatással van-e a fiókák ivararánya a szülők következő évi visszatérésére és szaporodására?, XXI. Magyar Etológus Konferencia, Mátrafüred, Magyarország, 2019 | | Gyarmathy, H., Kopena, R., Szöllősi, E., Sarkadi, F., Szász, E., Török, J., Rosivall, B.: A fészekaljak ivararányának hatása a szülői befektetésre., XXI. Magyar Etológus Konferencia, Mátrafüred, Magyarország., 2019 | | Laczi, M., Garamszegi, L.Z., Hegyi, G., Herényi, M., Herényi, M., Ilyés, G., Könczey, R., Nagy, G., Pongrácz, R., Rosivall, B., Szöllősi, E., Tóth, L., Török, J.: Teleconnections and local weather orchestrate the reproduction of tit species in the Carpathian Basin., Journal of Avian Biology e02719, 2019 | | Nagy, G., Garamszegi, L.Z., Hegyi, G., Herényi, M., Laczi, M., Rosivall, B., Szöllősi, E., Török, J.: Digit ratio predicts the number of lifetime recruits in female collared flycatchers., Biology Letters. 15:20190051., 2019 | | Jones, W., Kulma, K., Bensch, S., Cichoń, M., Kerimov, A., Krist, K., Laaksonen, T., Moreno, J., Munclinger, P., Slater, F.M., Szöllősi, E., Visser, M.E., Qvarnström, A.: Interspecific transfer of parasites following a range-shift in Ficedula flycatchers, Ecology and Evolution, 2018 | | Garamszegi, L.Z., Zagalska-Neubauer, M., Canal, D., Blazi, G., Laczi, M., Nagy, G., Szöllősi, E., Vaskuti, E., Török, J., Zsebők, S.: MHC-mediated sexual selection on bird song: generic polymorphism, particular alleles and acoustic signals, Molecular Ecology, 2018 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
