Исследователи из Гарварда выяснили, как проявление инстинктов заботы о потомстве зависит от конкретных генов у хомячков двух видов — берегового (Peromyscus polionotus) и оленьего (Peromyscus maniculatus). Учёные выделили гены, чья активность влияет на тот или иной аспект родительского поведения, и показали, что эволюция такого поведения могла идти разными путями у самцов и самок одного и того же вида.
Представители рода белоногие хомячки (Peromyscus) широко распространены по Северной Америке. При этом они демонстрируют самые различные формы полового и родительского поведения. Так, береговые хомячки моногамны: они образуют устойчивые пары, в которых оба родителя строят гнездо и заботятся о потомстве. Оленьи хомячки, напротив, по возможности спариваются с большим количеством самок и принимают существенно меньшее участие в выкармливании отпрысков.
Чтобы объяснить такую разницу в повадках близких видов, учёные обратились к генетике. Береговые и оленьи хомячки могут скрещиваться и давать жизнеспособное потомство. Биологи изучили геномы гибридов, полученных от такого скрещивания, а также тщательно задокументировали проявления их полового и родительского поведения. Таким образом учёные выявили у гибридных хомячков 12 участков генома, изменения в которых приводят к тому, что степень заботы о потомстве у животных меняется. При этом изменения строения 8 из этих участков неодинаково проявляются в поведении самцов и самок.
По всей видимости, различные участки генома играют неодинаковую роль в проявлении родительских инстинктов. Изменения некоторых генов приводили к тому, что у животных в принципе снижалась степень заботы о потомстве: допустим, они с меньшей охотой возвращали в гнездо детёнышей, вынутых оттуда экспериментаторами. Появление новых вариантов других генов, напротив, действовало только на какой-то один аспект родительского поведения — например, на строительство гнезда.
Исследователи сконцентрировали внимание на участках ДНК, предположительно влияющих на "желание" строить гнёзда у самцов. Они обнаружили 9 генов, которые экспрессируются по-разному у береговых и оленьих хомячков. Их активность наиболее сильно проявляется в паравентрикулярном ядре гипоталамуса (PVN). Эта область мозга производит гормон вазопрессин. Кроме того, она посылает сигналы в медиальную преоптическую область, а ряд более ранних исследований установил влияние этой области на родительское поведение у животных.
Авторы новой работы предположили, что вазопрессин, который в больших количествах образуется в PVN оленьих хомячков, действует на медиальную преоптическую область и угнетает родительский инстинкт. В частности, из-за вазопрессина самцы этого вида мало склонны к строительству гнёзд. Это предположение получило подтверждения в экспериментах с лабораторными мышами (Mus musculus). Им с помощью генной инженерии искусственно повысили активность клеток PVN, вырабатывающих вазопрессин. Это существенно понизило склонность мышей строить гнёзда.
Результаты исследования показывают, что в ряде случаев можно выявить генетические механизмы даже у сложных форм поведения. Совершенствование методик воздействия на ДНК и нервные клетки открывает широкие горизонты для подробного изучения генетики рассудочной деятельности животных.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature.
