Сравнительный анализ микробного состава энтеробиоценоза у различных видов мигрирующих птиц Омской области
Бесплатный доступ
В статье представлены результаты сравнительного анализа микробного состава кишечника у различных видов перелетных птиц, установлены видовые особенности формирования микробиоты. В период с 2024 по 2025 год на территории Омской области было отобрано 183 пробы (помет и смывы с желудочно-кишечного тракта) от 15 видов птиц, выделено 207 культур микроорганизмов. Установлено доминирование представителей семейства Enterobacteriaceae (62,3%). Выявлена видовая специфичность микробных профилей: от сбалансированного сообщества у кряквы (равная доля родов Escherichia и Edwardsiella) до специализированного с абсолютным доминированием рода Edwardsiella у чирка-трескунка. У белолобого гуся зафиксировано наибольшее таксономическое разнообразие: Escherichia (38,1%), Staphylococcus (16,7%), Bacillus (14,3%) и Enterococcus (11,9%). Микробиом серого гуся был представлен родами Hafnia (66,7%) и Escherichia (33,3%). Видовой анализ микробиома чайковых показал, что основу сообщества у всех видов составляет Escherichia, однако ее доля варьировала от 38,9% у степной чайки до 66,7% у сизой. Полученные данные обосновывают необходимость видового подхода при проведении мониторинга циркуляции патогенных и условно-патогенных микроорганизмов и подтверждают актуальность исследований в рамках концепции «Единое здоровье». Исследованные виды диких птиц, совершая сезонные миграции, связывают Омскую область с обширными регионами Евразии и Африки, что создаёт пути для трансконтинентального переноса потенциально опасных микроорганизмов. Работа имеет практическое значение для разработки региональных программ ветеринарно-санитарного контроля и оценки экологических рисков, связанных с распространением патогенов посредством мигрирующих птиц.
Дикие перелетные птицы, миграция, микроорганизмы, микробиом, таксономический состав
Короткий адрес: https://sciup.org/142247543
IDR: 142247543 | УДК: 619:579.8:636.5 | DOI: 10.31588/2413_4201_1883_1_265_75
Comparative analysis of the microbial composition of enterobiocenosis in various species of migrating birds in Omsk region
This article presents the results of a comparative analysis of intestinal microbial composition of various migratory bird species, identifying species features of microbiota formation. Between 2024 and 2025 years 183 samples (droppings and gastrointestinal tract swabs) were collected from 15 bird species in Omsk region and 207 microbial cultures were isolated. The dominance of representatives of the Enterobacteriaceae family was established (62.3%). The species specificity of microbial profiles were revealed: from a balanced community in mallard (equal proportions of Escherichia and Edwardsiella genera) to a specialized one with absolute dominance of Edwardsiella genus in the garganey. The greatest taxonomic diversity was recorded in white-fronted goose: Escherichia (38.1%), Staphylococcus (16.7%), Bacillus (14.3%) and Enterococcus (11.9%). The microbiome of greylag goose was represented by genera Hafnia (66.7%) and Escherichia (33.3%). Species analysis of seagull microbiome showed that Escherichia constituted the basis of the community in all species, but its proportion varied from 38.9% in the steppe gull to 66.7% in the gray gull. The obtained data substantiate the need for a species-specific approach when monitoring the circulation of pathogenic and opportunistic microorganisms and confirm the relevance of research within the framework of the “Unified Health” concept. The studied wild bird species, through their seasonal migrations, connect Omsk region with vast regions of Eurasia and Africa, creating pathways for the transcontinental transfer of potentially dangerous microorganisms. This work has practical significance for the development of regional veterinary and sanitary control programs and the assessment of environmental risks associated with the spread of pathogens through migratory birds.This article presents the results of a comparative analysis of intestinal microbial composition of various migratory bird species, identifying species features of microbiota formation. Between 2024 and 2025 years 183 samples (droppings and gastrointestinal tract swabs) were collected from 15 bird species in Omsk region and 207 microbial cultures were isolated. The dominance of representatives of the Enterobacteriaceae family was established (62.3%). The species specificity of microbial profiles were revealed: from a balanced community in mallard (equal proportions of Escherichia and Edwardsiella genera) to a specialized one with absolute dominance of Edwardsiella genus in the garganey. The greatest taxonomic diversity was recorded in white-fronted goose: Escherichia (38.1%), Staphylococcus (16.7%), Bacillus (14.3%) and Enterococcus (11.9%). The microbiome of greylag goose was represented by genera Hafnia (66.7%) and Escherichia (33.3%). Species analysis of seagull microbiome showed that Escherichia constituted the basis of the community in all species, but its proportion varied from 38.9% in the steppe gull to 66.7% in the gray gull. The obtained data substantiate the need for a species-specific approach when monitoring the circulation of pathogenic and opportunistic microorganisms and confirm the relevance of research within the framework of the “Unified Health” concept. The studied wild bird species, through their seasonal migrations, connect Omsk region with vast regions of Eurasia and Africa, creating pathways for the transcontinental transfer of potentially dangerous microorganisms. This work has practical significance for the development of regional veterinary and sanitary control programs and the assessment of environmental risks associated with the spread of pathogens through migratory birds.
Текст научной статьи Сравнительный анализ микробного состава энтеробиоценоза у различных видов мигрирующих птиц Омской области
Cезонные перемещения птиц между континентами создают уникальные экологические коридоры для циркуляции бактерий [4, 5, 6]. Особую значимость этот процесс приобретает в условиях роста антропогенного воздействия на экосистемы, когда дикие птицы активно контактируют с агроландшафтами и урбанизированными территориями [7, 8].
Важнейшим аспектом этой проблемы являются конкретные миграционные маршруты, связывающие различные регионы мира. Водоплавающие птицы (кряква, чирок-трескунок, широконоска, шилохвость, серая утка) зимуют преимущественно в Западной Европе, Средиземноморье и Южной Азии, причем чирок-трескунок достигает Африки к югу от Сахары. Нырковые виды (красноголовый нырок, хохлатая чернеть) следуют аналогичным маршрутам, концентрируясь на зимовках в Западной Европе и Средиземноморье [9].
Белолобый гусь гнездится в тундровой зоне, через Омскую область пролетает транзитом и зимует в Западной Европе, Средиземноморье и Средней Азии. Серый гусь зимует в Западной Европе, Средиземноморье, Средней и Южной Азии. Лебедь-кликун соединяет регион с зимовками в Западной Европе и Во- сточной Азии. Чайковые (степная, озерная, сизая чайки) мигрируют к ЧерноморскоСредиземноморскому бассейну. Серый журавль и серая цапля завершают миграционный путь, достигая Северной Африки и Южной Азии [10, 11].
Необходимо учитывать особенности рациона разных видов птиц, так, водоплавающие представители - кряква, шилохвость и серая утка - относятся к фитофагам с сезонными вариациями в рационе питания, потребляя вегетативные части водных растений, семена и водоросли [12, 13]. Широконоска и чирок-трескунок характеризуются смешанным типом питания с преобладанием зоокомпонента - водных беспозвоночных, мелких ракообразных и личинок насекомых, что обеспечивает высокое содержание белка в рационе. Нырковые птицы (красноголовый нырок, хохлатая чернеть) специализируются на моллюсках и личинках, с дополнительным также потреблением вегетативных частей водных растений [14].
Гусеобразные демонстрируют выраженную фитофагию: белолобый гусь питается преимущественно вегетативными частями растений и корневищами, серый гусь - наземной растительностью и зерновыми культурами. Лебедь-кликун - полностью растительноядный с преобладанием в рационе водной растительности [15].
Чайковые (озерная, сизая, степная) относятся к факультативным хищникам- полифагам, потребляя рыбу, насекомых, грызунов и пищевые отходы. Серая цапля является облигатным хищником, ихтиофагом с преобладанием рыбы в рационе, тогда как серый журавль питается преимущественно растительной пищей с сезонным дополнением животными кормами [16].
Указанные трофические особенности формируют видовую специфичность кишечной микробиоты. Изучение видовых особенностей микробиома перелетных птиц позволяет не только оценить потенциальные риски распространения зоонозных инфекций, но и выявить закономерности формирования микробных сообществ в условияхмиграционного стресса [17, 18, 19].
Целью исследования - анализ распространения и видовой специфичности условнопатогенных и патогенных микроорганизмов в кишечнике диких мигрирующих птиц Омской области.
Условия, материалы и методы. Для бактериологического исследования было отобрано 183 пробы от 15 видов мигрирующих птиц (кряква обыкновенная ( Anas platyrhynchos n=30), чирок-трескунок ( Anas querquedula n=25), гусь белолобый ( Anser albifrons n=18), широконоска ( Anas clypeata n=22), гусь серый ( Anser anser n=13), лебедь-кликун ( Cygnus Cygnus n=11), красноголовый нырок ( Aythya ferina n=11), степная чайка ( Larus cachinnans n=11), шилохвость ( Anas acuta n=10), озерная чайка ( Chroicocephalus ridibundus n=10), серый журавль ( Grus Grus n=7), сизая чайка ( Larus canus n=6), хохлатая чернеть ( Aythya fuligula n=5), серая утка ( Anas strepera n=2) и серая цапля ( Ardea cinerea n=2)). В период с 2024 по 2025 год всего обследовано 14 охотничьих угодий на территории 11 районов области, (Русско-Полянский, Нововаршавский, Омский
Калачинский, Кормиловский, Горьковский, Седельниковский, Саргатский, Тюкалинский, Черлакский и Марьяновский).
Объектами исследования служили культуры микроорганизмов (n=207), выделенные из различных биотопов диких перелетных птиц по время миграции по территории Омской области. Видовую принадлежность бактерий устанавливали путем комплексного биохимического тестирования с последующей интерпретацией данных по руководству «Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria».
Результаты и обсуждение. Согласно данным таксономического профиля (рис.), основу микробного сообщества составили представители семейства Enterobacteriaceae – 57,98% (n=120). Значительную долю изолятов также составили грамположительные бактерии семейств Bacillaceae – 13,53% (n=28) и Staphylococcaceae – 12,56% (n=26). Доля ca-ceae достигла 9,66% (n=20). Среди менее представленных семейств зафиксированы Morganellaceae – 1,93% (n=4), Streptococca-ceae – 1,93% (n=4), Aeromonadaceae – 1,45% (n=3) и Pseudomonadaceae - 0,96% (n=2).
Из 30 проб (16,39%) от кряквы обыкновенной было выделено 35 культур. Согласно данным, представленным на рисунке, микробный профиль кряквы состоит из грамотрицатель-ных бактерий Edwardsiella (24,14%) и Escherichia (24,14%), грамположительных кокков Enterococcus (13,79%), также зафиксированы рода Aeromonas, Bacillus и Staphylococcus (по 10,34% каждый) и наличие представителей рода Proteus (6,9%).
В отличие от кряквы, микробный профиль чирка-трескунка демонстрирует выраженное доминирование отдельных таксонов. Из 25 проб (13,66%) было выделено 26 культур.
■ Staphy lococcu ■ Prote us
■ Enterobacter
Hajhia
■ Providencia
Рисунок – Таксономическая структура микробиома кишечника различных видов диких перелетных птиц, n=207, % (2024-2025 гг.)
В его микробиоме преобладают грамотрица-тельные бактерии рода Edwardsiella (41,67%), дополненные значительной долей Escherichia (33,33%). Прочие таксоны ( Bacillus, Enterobac-ter и Staphylococcus ) были выделены единично (по 8,33% каждый).
Из проб от широконоски (n=22, 12,02%) выделили 24 культуры с ведущей ролью Escherichia (46,7%) и значительной долей Staphylococcus (39,0%), тогда как от шилохвости (n=10, 5,46%) изолировали 11 культур. Микробное сообщество показывает стабильное сочетание Escherichia (36,4%) и Enterococcus (27,3%). Серая утка (n=2, 1,09%) и хохлатая чернеть (n=5, 2,73%) представлена минимальным микробным разнообразием с выделением 6 культур Escherichia (100%).
Среди представителей гусиных выявлен выраженный контраст в структуре микробных сообществ. Белолобый гусь (n=18, 9,83%, 21 культура) обладает богатым таксономическим разнообразием с доминированием Escherichia (38,1%) и с меньшей долей Staphylococcus (16,7%), Bacillus (14,3%) и Enterococcus (11,9%).
Микробиом серого гуся (n=13, 7,1%, 13 культур) представлен микроорганизмами рода Hafnia (66,7%) и Escherichia (33,3%). В пробах от лебедя-кликуна (n=11, 6,01%) выделил 14 культур микроорганизмов рода Escherichia (100%). В нырковой группе красноголовый нырок (n=17, 9,28%, 11 культур) демонстрирует равное участие Escherichia (45,5%) и Bacillus (36,4%).
Из проб от озерной чайки (n=10, 5,46%, 14 культур) выделили представителей рода Escherichia (52,9%) и Providence (11,8%). Степная чайка (n=11, 6,01%, 16 культур) характеризуется профилем с преобладанием Escherichia (38,9%) и высокой долей Proteus (22,2%), в то время как сизая чайка (n=6, 3,27%, 6 культур) имеет профиль с доминированием Escherichia (66,7%) и Staphylococcus (33,3%). Серая цапля (n=2, 1,09%), как и серый журавль (n=7, 3,83%), показала минимальное микробное разнообразие с выделением только Escherichia (100%).
Кишечная микробиота исследованных перелетных птиц характеризуется выраженным доминированием грамотрицательных бактерий семейства Enterobacteriaceae, составляющих основу сообщества (57,98%). Существенную позицию занимают грамположительные микроорганизмы семейства Bacillaceae (13,53%) и Staphylococcaceae (12,56%). Данный профиль отражает типичную структуру микробиома птиц, адаптированного к интенсивному метаболизму. Выявлены фундаментальные различия в таксономической структуре микробиома между видами, что свидетельствует о тесной связи состава микробного сообщества с экологией и трофической специализацией птиц. Наблюдается следующий спектр: от сложных сбалансированных сообществ (кряква, белолобый гусь) до высокоспециализированных (чирок-трескунок) и крайне обедненных (серый журавль, серая цапля). У большинства видов ключевую роль играют бактерии рода Escherichia, что подтверждает их статус универсального кишечного комменсала. Однако у ряда видов зафиксировано уникальное доминирование других таксонов: Ed-wardsiella у чирка-трескунка (41,67%) и Haf-nia у серого гуся (66,67%), что может указывать на специфические адаптации или источники поступления микроорганизмов. Факт выделения только Escherichia от таких видов, как лебедь-кликун, серая цапля, хохлатая чернеть, серая утка и серый журавль, требует осторожной интерпретации. Это может отражать как особенности их физиологии и рациона, так и возможные методологические ограничения (меньший объем выборки). Установленное доминирование семейства Enterobacte-riaceae, многие представители которого являются условно-патогенными, подчеркивает важную роль перелетных птиц как потенциальных мобильных резервуаров и переносчиков патогенов в глобальном масштабе.
Выводы. В результате проведенного исследования была выявлена выраженная видовая специфичность микробных сообществ, что согласуется с данными литературы о связи структуры микробиома с миграционными процессами, изменением кормовой базы, контактами с антропогенными территориями и экологией птиц.
Полученные данные предоставляют новые научные доказательства о роли перелетных птиц как мобильных резервуаров и переносчиков патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
Выявленные различия в структуре микробных сообществ подчеркивают необходимость учета вида птиц при оценке их роли как переносчиков микроорганизмов.
