Самки цихлид изменяют проигравшим избранникам

Бой избранника меняет активность генов в мозге его подруги. И она просто не может спариться с ним, если он проиграет. Зато победа самца запускает целый каскад реакций, которые приводят к успешному размножению африканских цихлид.

Для самки любого животного правильный выбор полового партнера очень важен, так как рождение и выкармливание детенышей связано для нее с большими энергетическими затратами. Очевидно, что самки предпочитают более высокоранговых самцов. Но биологи предположили, что при прочих равных на выбор влияет информация о текущих социальных контактах самцов. Как мозг самки отслеживает и обрабатывает эту информацию, ученые из Стэнфордского университета (Stanford University) исследовали на рыбках.

Эксперимент

Команда Рассела Ферналда (Russell D. Fernald) работала с африканскими цихлидами (Astatotilapia burtoni) из озера Танганьика в Центральной Африке. Самке цихлиды в состоянии готовности к размножению предлагали на выбор двух самцов, одинаковых по размеру и социальному статусу. Самка выбирала одного из них. Но затем избранника у нее на глазах подвергали испытанию – провоцировали его драку с третьим, посторонним самцом. Из этой драки избранный самец выходил либо победителем, либо побежденным. А самка наблюдала за битвой.

Экспериментаторы тем временем наблюдали, что происходило в ее мозге. Правда, это невозможно было сделать прижизненно, поэтому сразу после самцовой драки мозг самки извлекали. Ученых интересовала активность нескольких ядер (скоплений нейронов), которые относятся к так называемой «социальной сети» -- они связаны с половым, агрессивным, материнским и иным социальным поведением. В этих ядрах исследователи измеряли уровень экспрессии «ранних генов». Гены данной группы называются так потому, что первыми начинают реагировать на любые внешние стимулы и запускают работу множества других генов для адекватного поведения в ответ на стимулы. Один из изучаемых генов – самый известный из этой группы -- c-fos. Второй -- erg-1 – относится к генам транскрипционных факторов.

Исход боя влияет на гены зрительниц

Оказалось, что в мозге самок, наблюдавших победу своего избранника, и в мозге самок, наблюдавших его поражение, генные ответы в изучаемых ядрах различны. Эффект даже превысил ожидания биологов. У первых самок оба ранних гена намного сильнее экспрессировались в двух ядрах: в преоптической области (POA) и в вентромедиальном гипоталамусе (Vm). Как говорят авторы работы, экспрессия ранних генов свидетельствует об активизации данных ядер, которые играют важную роль в размножении и репродуктивном поведении. Их активное состояние показывает готовность самки к спариванию. А у самок, которые видели поражение «своего» самца, гены сильнее работали в боковой перегородке (LS), а в ядрах размножения молчали. Ядро LS связано с выражением страха, подчеркнули ученые. Его активация говорит, что самки испытывали страх, наблюдая за тем, как их избранника бьют.

Ранние гены – это только верхушка айсберга, говорят биологи. Чтобы генный ответ преобразовался в поведение, в мозге должны заработать еще десятки или сотни генов. Но именно ранние гены лежат в основе механизма, позволяющего самке правильно отвечать на то, что она видит: победы и поражения отражаются в мозге не только участника драки, но и наблюдателя. Спариваться с побежденным она не захочет, заботясь о генах будущего потомства.

О том, что самке цихлиды нужен только победитель, можно прочитать в PNAS.