On urbanisation and birds: Insights from a molecular and physiological perspective

Forskningsoutput: AvhandlingDoktorsavhandling (sammanläggning)

Abstract

Världens befolkning ökar och i takt med det utbredningen av städer och urbana miljöer. Urbaniseringen är en extrem utmaning för många djurarter och antalet arter har minskat i takt med urbaniseringen. Trots detta finns det en hel del arter som tillsynes verkar blomstra i staden, mycket tack vara den rika tillgången till mat. Men så finns det en också baksida, nämligen de olika miljöföreningar som stadsdjuren, liksom vi människor, exponeras för. Med andra ord har staden både för- och nackdelar för de vilda djur som bor vid sidan av oss i staden.
Många av de arter som lever i staden lever också i skogen, och stadspopulationer har visat sig vara väldigt olika de populationer som bor i mer naturliga miljöer, det kan vara allt ifrån beteende skillnader till hur de ser ut. Till exempel sjunger många fågelarter på en annan tonhöjd för att överrösta bullret i staden och de är inte lika skygga gentemot människor, detta ses tydligt hos till exempel måsar och ekorrar. De uppvisar också stora skillnader fysiologi, vilket har visats hos många olika slags djurgrupper runt om i världen. Det är emellertid viktigt att förstå vad konsekvenserna av dessa skillnader kan ha för djurens liv och överlevnad i stadsmiljön. Kommer de att göra livet för stadslevande arter lättare och bättre? Eller är skillnaderna ett tecken på stress och dålig hälsa? Viktigt att också veta är om stadspopulationer skiljer sig genetiskt ifrån de rurala populationerna. För om detta är fallet så kan fördelaktiga gentyper överföras till kommande generationer och populationen kan vara bättre anpassad för miljöstress.
Fåglar är en kanske den djurgrupp som är mest synlig i stan, vi kan njuta av att lyssna på deras sång om våren och interagera med dem när vi matar dem med våra brödrester. I denna avhandling tittar vi närmare på hur stadsmiljön påverkar just fåglar, deras fysiologi och överlevnad. Dessutom har vi undersökt genetiska skillnader mellan stads- och skogsfåglar, för att undersöka om t.e.x en fågel ifrån Malmö är mer lik en stadsfågel ifrån Lissabon, än en skogsfågel ifrån södra Sverige.
En huvudkomponent i denna avhandling är telomerer. Telomerer är fascinerande eftersom de skyddar arvsmassan från att brytas ner. Detta gör de delvis genom att brytas ner själva, d.v.s. de förkortas. Denna självuppoffring gör dem lämpliga som indikatorer för åldrande - ju längre en individs telomerer är, desto större chans har den enskilde individen till ett långt liv. Dessutom har det visat sig att miljöstressfaktorer kan påskynda telomerers förkortning. Här använder vi denna åldrande markör för att testa hur stadsmiljön påverkar telomerlängden hos talgoxar. Resultaten visar att stadslivet är tufft för unga talgoxar, d.v.s. de fågelungar som växer upp i stan har kortare telomerer. Vilken miljöfaktor det är som ligger bakom denna effekt är ännu okänd, men dålig kost och/eller svält är troliga faktorer, speciellt eftersom kost har visat sig ha en betydande roll för att upprätthålla telomerlängden. Det påföljande året följde vi dessa unga individer och kunde visa på att telomerlängden har en viktig roll för överlevnaden i stan. Alla de unga fåglar som hade korta telomerer i stan återfanns inte i populationen det kommande året, i klartext, de överlevde inte vintern. Detta innebär att de mest stresskänsliga unga individerna dör tidigt, men det innebär också att mest stresståliga individerna överlever till vuxen ålder. Detta var tydligt när vi mätte telomerlängden hos de vuxna talgoxarna, för då visade det sig att stadspopulationen bestod av individer med relativt längre telomerer i jämförelse med vuxna talgoxar ifrån skogen. Således är den negativa effekten av stadsmiljön mer prominent tidigt i livet än senare i livet, då kan t.o.m. fördelarna överväga nackdelarna.
Förutom telomerer finns det andra fysiologiska markörer för miljöstress som är viktiga att undersöka i relation till urbanisering, och speciellt i relation till luftföroreningar. Många luftföroreningar är reaktiva i kroppen som s.k. oxidanter. Dessa oxidanter kan skada vitala molekyler och vävnader i kroppen. Genom att ta blodprov och mäta nivåerna av de skyddande antioxidanterna och även de potentiella oxidativa skadorna som uppkommit så kan man få bra insikter om djurens, liksom människans, hälsotillstånd i urbana miljöer. Här tittar vi på detta i fyra olika fågelarter, och alla fyra fågelarter visade högre antioxidantnivåer med ökande luftföroreningsnivåer och urbanisering. Trots de höga antioxidantnivåerna så uppvisade pilfinken även högre nivåer av oxidativa skador på proteiner med ökad exponering för trafik-genererade luftföroreningar. Dessa resultat tyder på att stadsfåglar har ett förstärkt skyddssystem och att detta skydd är tillräckligt för att förhindra skador hos tre av fyra vanliga stadsfågelarter.
I den sista delen av den här avhandlingen studeras talgoxens genetik. Vi jämför en halv miljon små genetiska koder mellan flera stads- och landsbygdspopulationer. Dessa populationer var spridda över hela Europa - ifrån Göteborg i norr till Lissabon i söder. Syftet med detta stora projekt var att testa om det finns mer likheter mellan vitt spridda stadspopulationer än mellan en stad- och en skogspopulation som ligger nära varandra. På det stora hela så visar talgoxarna en mycket liten genetisk skillnad över hela sin utbredning, vilket tyder på att stadsmiljön inte utövar ett stort hinder för förflyttning mellan områden. Men trots att den största delen av genomet var lika, så var det en hel del gentyper som var signifikant vanligare i stadsmiljöerna över hela Europa än de var i skogen. Dessa gemensamma signaturer på gennivån tyder på att stadsmiljön är likartad m.a.p. både miljöstressfaktorerna och talgoxens respons till dessa, d.v.s. ett liknande selektionstryck som kan leda till småskalig evolution och lokalanpassning till stadsmiljön. Ytterligare forskning behövs för att förstå om detta har några positiva effekter för talgoxar i stan.
Sammanfattningsvis så visar resultaten ifrån denna avhandling att stadsmiljön utgör ett hot för en av våra vanligaste och mest älskade fågelarter. Vi har visat negativa effekter på biomarkörer kopplat till åldrande och hälsa, samt direkt negativa effekter på överlevnad. Unga talgoxar är mest känsliga, och pilfinken är mer känslig än blåmesen, talgoxen och gråsparven. För att kunna förutsäga effekterna av den fortsatt ökande urbaniseringen behövs mer studier av vilda djurs fysiologiska hälsa, och hur gentyper kopplas till detta. Detta för att förstå olika arters och livsstadiers motståndskraft och känslighet mot urbanisering och dess olika miljöföroreningar och för att kunna ha livskraftiga fågelpopulationer i stan även i framtiden.

Detaljer

Författare
  • Pablo Salmon
Enheter & grupper
Forskningsområden

Ämnesklassifikation (UKÄ) – OBLIGATORISK

  • Naturvetenskap

Nyckelord

Originalspråkengelska
KvalifikationDoktor
Handledare/Biträdande handledare
Tilldelningsdatum2017 okt 20
UtgivningsortLund
Förlag
  • Lund University, Faculty of Science, Department of Biology
Tryckta ISBN978-91-7753-383-2
Elektroniska ISBN978-91-7753-384-9
StatusPublished - 2017 okt
PublikationskategoriForskning

Nedladdningar

Ingen tillgänglig data

Relaterad forskningsoutput

Salmón, P., Emilie Stroh, Herrera-Dueñas, A., Maria von Post & Caroline Isaksson, 2018 maj 1, I : Science of the Total Environment. 622-623, s. 635-643 9 s.

Forskningsoutput: TidskriftsbidragArtikel i vetenskaplig tidskrift

Salmón, P., Johan F Nilsson, Hannah Watson, Staffan Bensch & Caroline Isaksson, 2017 sep 13, I : Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 284, 1862, 8 s., 20171349.

Forskningsoutput: TidskriftsbidragArtikel i vetenskaplig tidskrift

Salmon, P., Johan Nilsson, Andreas Nord, Staffan Bensch & Caroline Isaksson, 2016 jun 15, I : Biology letters. 12, 6, 4 s., 20160155.

Forskningsoutput: TidskriftsbidragArtikel i vetenskaplig tidskrift

Visa alla (3)