1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Зоологический журнал
  4. T. 102, № 9, 2023

Зоологический журнал, 2023, T. 102, № 9, стр. 1072-1080

Валидация метода определения метаболитов глюкокортикоидов в экскрементах полуденной песчанки (Meriones meridianus Pallas 1773, Muridae, Rodentia): биологический и физиологический подходы

Е. Н. Суркова a, *, Л. Е. Савинецкая a, А. В. Чабовский a

a Институт проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН
119071 Москва, Россия

* E-mail: immaly@yandex.ru

Поступила в редакцию 27.05.2023
После доработки 30.06.2023
Принята к публикации 10.07.2023

Аннотация

Оценка уровня стресса в природных популяциях открывает возможности для изучения многих популяционных процессов, в т.ч. регуляции численности и расселения. В последние десятилетия активно развиваются неинвазивные методы определения уровня глюкокортикоидов, которые наиболее пригодны для оценки долговременного стресса, однако перед их использованием необходима валидация. Мы провели биологическую и физиологическую (АКТГ-тест) валидацию неинвазивного метода определения метаболитов глюкокортикоидов (МГК) в экскрементах полуденной песчанки (Meriones meridianus). Согласно данным, полученным с помощью обоих методов, спустя одинаковое время после воздействия (4–5 часов после стрессирующих процедур или введения АКТГ) происходил значительный подъем концентрации МГК, а пиковые значения в два раза превышали базовый уровень. Инъекция физраствора песчанкам (контрольная группа) не вызвала значимого отклика в концентрации МГК. Отсутствие реакции у контрольных животных согласуется с мнением о том, что сглаженный уровень МГК в фекалиях лучше отражает долговременный стресс, чем чувствительный к острым краткосрочным воздействиям уровень глюкокортикоидов в крови. По эффективности биологическая валидация оказалась не хуже физиологического метода, который большинство исследователей считают более надежным. Высокая эффективность в сочетании с низкой инвазивностью расширяют возможности применения биологического подхода.

Ключевые слова: стресс, метаболиты глюкокортикоидов, валидация, неинвазивный метод, полуденная песчанка

Список литературы

  1. Герлинская Л.А., Мошкин М.П., Евсиков В.И., 1993. Методические подходы к оценке стрессированности диких млекопитающих // Экология. № 1. С. 97–100.

  2. Гольцман М.Е., Попов С.В., Чабовский А.В., Борисова Н.Г., 1994. Синдром социальности. Сравнительное исследование поведения песчанок // Журнал общей биологии. Т. 55. № 1. С. 49–69.

  3. Иванов Е.А., Сидорчук Н.В., Рожнов В.В., Найденко С.В., 2014. Неинвазивная оценка активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы у дальневосточного леопарда // Доклады Академии наук. Т. 456. № 5. С. 622–622.

  4. Колосова И.Е., Роговин К.А., Мошкин М.П., 2008. Возможности и ограничения неинвазивной оценки уровня стресса на основе определения глюкокортикоидов в фекалиях большой песчанки (Rhombomys opimus) // Зоологический журнал. Т. 87. № 1. С. 104–113.

  5. Павлова Е.В., Найденко С.В., 2008. Неинвазивный мониторинг глюкокортикоидов в экскрементах дальневосточного лесного кота (Prionailurus bengalensis euptilurus) // Зоологический журнал. Т. 87. № 11. С. 1375–1381.

  6. Селье Г., 1960. Очерки об адаптационном синдроме. М.: Медгиз. 254 с.

  7. Суркова Е.Н., Кулик А.А., Кузнецова Е.В., Базыкина С.Г., Савинецкая Л.Е., Чабовский А.В., 2022. Черные земли Калмыкии: пустыня возвращается? // Природа. № 8. С. 13–20.

  8. Чабовский А.В., Суркова Е.Н., Савинецкая Л.Е., Кулик А.А., 2023. Расширение ареала и особенности популяции на волне расселения: пример полуденной песчанки (Meriones meridianus Pallas 1773, Muridae, Rodentia) в Калмыкии // Зоологический журнал. Т. 103. № 4. С. 443–452.

  9. Шилов И.А., 1984. Стресс как экологическое явление // Зоологический журнал. Т. 63. № 6. С. 805–812.

  10. Щипанов Н.А., 1987. Универсальная живоловка для мелких млекопитающих // Зоологический журнал. Т. 66. № 5. С. 759–761.

  11. Abelson K.S., Kalliokoski O., Teilmann A.C., Hau J., 2016. Applicability of commercially available ELISA kits for the quantification of faecal immunoreactive corticosterone metabolites in mice // In Vivo. V. 30. № 6. P. 739–744.

  12. Boonstra R., Boag P.T., 1992. Spring declines in Microtus pennsylvanicus and the role of steroid hormones // Journal of Animal Ecology. № 61. P. 339 –352.

  13. Chen H., Yao H., Yang W., Fan P., Xiang Z., 2017. Assessing the utility of urinary and fecal cortisol as an indicator of stress in golden snub-nosed monkeys (Rhinopithecus roxellana) // PeerJ. V. 5. P. e3648.

  14. Christian J.J., 1950. The adreno-pituitary system and population cycles in mammals // Journal of Mammalogy. № 31. P. 247–259.

  15. Chuang A., Peterson C.R., 2016. Expanding population edges: theories, traits, and trade-offs // Global change biology. V. 22. № 2. P. 494–512.

  16. Clobert J., Le Galliard J.F., Cote J., Meylan S., Massot M., 2009. Informed dispersal, heterogeneity in animal dispersal syndromes and the dynamics of spatially structured populations // Ecology letters. V. 12. № 3. P. 197–209.

  17. Cote J., Clobert J., Brodin T., Fogarty S., Sih A., 2010. Personality-dependent dispersal: characterization, ontogeny and consequences for spatially structured populations // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. V. 365. № 1560. P. 4065–4076.

  18. Creel S., Dantzer B., Goymann W., Rubenstein D.R., 2013. The ecology of stress: effects of the social environment // Functional ecology. V. 27. № 1. P. 66–80.

  19. Fanson K.V., Best E.C., Bunce A. et al., 2017. One size does not fit all: monitoring faecal glucocorticoid metabolites in marsupials // General and Comparative Endocrinology. V. 244. P. 146–156.

  20. Goymann W., Mostl E., Van’t Hof T., East M.L., Hofer H., 1999. Nonivasive fecal monitorng of glucocorticoids in spotted hyenas, Crocuta crocuta // General and comparative endocrinology. V. 114. № 3. P. 340–348.

  21. Josserand R., Dupoué A., Agostini S., Haussy C., Le Galliard J.F., Meylan S., 2017. Habitat degradation increases stress-hormone levels during the breeding season, and decreases survival and reproduction in adult common lizards // Oecologia. № 18. P. 75–86.

  22. Koolhaas J.M. et al., 1999. Coping styles in animals: current status in behavior and stress-physiology // Neuroscience & Biobehavioral Reviews. T. 23. № 7. P. 925–935.

  23. Kretzschmar P., Gansloßer U., Dehnhard M., 2004. The development of a non-invasive method to analyse the effect of season, mating behavior and fighting on gonadal activity of male white rhinoceros (Ceratotherium simum simum) in South Africa // Hormones and Behavior. № 45. P. 1–9.

  24. Kuznetsov V.A., Tchabovsky A.V., Kolosova I.E., Moshkin M.P., 2004. Effect of habitat type and population density on the stress level of midday gerbils (Meriones meridianus Pall.) in free-living populations // Biology Bulletin. V. 31. № 6. P. 749–754.

  25. Möstl E., Palme R., 2002. Hormones as indicators of stress // Domestic animals endocrinology. V. 23. № 1. P. 67–74.

  26. Navarro-Castilla Á., Garrido M., Hawlena H., Barja I., 2021. Non-invasive monitoring of adrenocortical activity in three sympatric desert gerbil species // Animals. V. 11. № 1. P. 75.

  27. Novikov E., Moshkin M., 1998. Sexual maturation, adrenocortical function and population density of red-backed vole, Clethrionomys rutilus (Pall.) // Mammalia. № 62. P. 529–540.

  28. Palme R., 2019. Non-invasive measurement of glucocorticoids: Advances and problems // Physiology & behavior. № 199. P. 229–243.

  29. Palme R., Rettenbacher S., Touma C., El-Bahr S.M., Mostl E., 2005. Stress hormones in mammals and birds. Comparative aspect regarding metabolism, excretion, and noninvasive measurement in fecal samples // Annals of the New York Academy of Sciences journal. V. 1040. № 1. P. 162–171.

  30. Palme R., Touma C., Arias N., Dominchin M.F., Lepschy M., 2013. Steroid extraction: get the best out of faecal samples // Wiener Tierarztliche Monatsschrift. № 100. P. 238–246.

  31. Shang G., Du S., Yang Y., Wu Y., Cao Y., Bian J., 2022. Is negative density-dependent reproduction regulated by density-induced stress in root voles? Two field experiments // Ecology and Evolution. V. 12. № 5. P. e8927.

  32. St. Juliana J.R., Khokhlova I.S.,Wielebnowski N., Kotler B.P., Krasnov B.R., 2014. Ectoparasitism and stress hormones: Strategy of host exploitation, common host–parasite history and energetics matter // Journal of Animal Ecology. № 83. P. 1113–1123.

  33. St. Juliana J.R., Bryant J.L., Wielebnowski N., Kotler B.P., 2019. Physiological validation of a non-invasive method to evaluate adrenocortical activity and the time course for the excretion of stress hormones in the feces of three species of desert gerbils // Israel Journal of Ecology and Evolution. № 65. P. 21–27.

  34. Stead S.K., Meltzer D.G.A., Palme R., 2000. The measurement of glucocorticoid concentrations in the serum and faeces of captive African elephants (Loxodonta africana) after ACTH stimulation: research communication // Journal of the South African Veterinary Association. V. 71. № 3. P. 192–196.

  35. Surkova E., Popov S., Tchabovsky A., 2019. Rodent burrow network dynamics under human-induced landscape transformation from desert to steppe in Kalmykian rangelands // Integrative Zoology. V. 14. № 4. P. 410–420.

  36. Tchabovsky A.V., Savinetskaya L.E., Surkova E.N., Ovchinnikova N.L., Kshnyasev I.A., 2016. Delayed threshold response of a rodent population to human-induced landscape change // Oecologia. № 182. P. 1075–1082.

  37. Tchabovsky A., Savinetskaya L., Surkova E., 2019. Breeding versus survival: proximate causes of abrupt population decline under environmental change in a desert rodent, the midday gerbil (Meriones meridianus) // Integrative Zoology. V. 14. № 4. P. 366–375.

  38. Touma C., Palme R., 2005. Measuring fecal glucocorticoid metabolites in mammals and birds: the importance of validation // Annals of the New York Academy of Sciences. V. 1046. № 1. P. 54–74.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Зоологический журнал

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал