Африканские полосатые мыши демонстрируют уникальную модель родительского поведения среди самцов, которая напрямую зависит от социального контекста. Исследование, опубликованное в журнале Nature, выявило молекулярный механизм, лежащий в основе этого переключения. У заботливых отцов, проживающих в семейных группах, активность гена Agouti в гипоталамусе мозга снижена. Этот ген, известный своей ролью в формировании окраски, также регулирует защитное поведение.
При смене социальной среды на одиночное существование активность гена Agouti у этих самцов резко возрастает. Это молекулярное изменение приводит к радикальной трансформации поведения: ранее заботливый самец становится агрессивным по отношению к детенышам, вплоть до детоубийства. Данное открытие проливает свет на то, как внешние социальные факторы могут влиять на экспрессию генов в мозге, модулируя сложное поведение, такое как родительская забота у млекопитающих.
Исследование демонстрирует, что родительское поведение самцов африканской полосатой мыши регулируется активностью гена Agouti в гипоталамусе. Социальный контекст определяет эту активность, гибко превращая заботливого отца в агрессивного самца, что подчеркивает глубокую связь между средой, генетической экспрессией и поведением у млекопитающих.
Самец африканской полосатой мыши следит за своими детенышами. Ген под названием Агути, который, как ранее было известно, играет роль в развитии характерных полосок у мышей, также оказывается активным в той части мозга, которая регулирует защитное поведение.
Разница между любящим отцом и бездельником может определяться молекулярным переключением в мозгу — по крайней мере, у африканских полосатых мышей. Активность определенного гена в области мозга, отвечающей за регуляцию заботы о потомстве, способна трансформировать заботливых самцов в равнодушных, а в некоторых случаях — в детоубийц, сообщают исследователи 18 февраля в Nature. Полученные данные иллюстрируют, каким образом социальный контекст может влиять на активность генов в мозге и, как следствие, на проявление родительской заботы у самцов.
У рыб и амфибий преобладает забота о самцах, что позволяет предположить, что это очень древнее поведение у позвоночных. Однако среди млекопитающих менее 5 процентов видов имеют отцов, которые остаются рядом, чтобы вырастить своих детенышей. Самцы африканских полосатых мышей ( Rhabdomys pumilio ) являются одними из исключений из правил, хотя они сильно проявляются в своей склонности к воспитанию, что делает их идеальный вид для изучения факторов, влияющих на такое поведение.
Некоторые заботятся о детях и ухаживают за ними; другие теряют щенков или даже нападают на них. Один и тот же самец может стать агрессивным или любящим.
Чтобы понять это поведение, нейробиолог Форрест Роджерс и его коллеги наблюдали за социальным развитием мышей. В лабораторных условиях самцы, живущие в группах, имели незначительное агрессивное отношение к детенышам мышей, когда их знакомили. Но что случилось, когда эти самцов перевели в одно жилье, они стали адаптером отцовской позиции.
«Я думаю, что что-то явно не так, потому что все, что мы знаем о мышах и крысах, заключается в том, что если вы их общество изолируете, они становятся очень тревожными и часто неустойчивыми заботливыми», — говорит Роджерс из Принстонского университета. Но одинокие африканские полосатые мыши-самцы, похоже, совсем не тревожились.
Исследователи исследовали активы мозга самцов, чтобы определить, какие области образуются при включении со щенками. Хорошие воспитатели продемонстрировали большую активность в медиальной преоптической области, или MPOA, чем враждебные самцы. Ранее было известно, что эта область мозга оказывает воздействие на молодых мам других видов грызунов.
«Многие из тех же самых нейронных связей… которые начинают так хорошо документироваться для материнского поведения, те же самые самые умственные области работают и у мужчин», — говорит Сара Хрди, антрополог из Калифорнийского университета в Дэвисе, которая не участвовала в этом обучении.
Слева: самка африканской полосатой мыши заботится о своих детенышах. Справа самец с компьютером с такой же осторожностью, защищая детей и согревая их. К. Тодд Райхарт/Принстонский университет
Но когда команда углубилась в молекулярный уровень, она ждала сюрприза: ген под названием Агути был более активен в MPOA агрессивные мужчины.
Искусственное повышение активности Агути в MPOA превратились ранее заботливые самцы амбивалентными, а иногда и инфантицидными. Но когда самцов перевели из совместного проживания в одиночное, Агути Уровни в их мозгу упали, и они стали больше интересоваться уходом за щенками.
Агути Ранее было известно, что он важен для развития характерных полосок мышей. Поэтому ее участие в мозге «было, честно говоря, сюрпризом большим», говорит биолог-эволюционист из Принстона Рикардо Малларино, чья ранняя работа раскрыла, как африканская полосатая мышь получила свои полосы.
«Это животное развило способность получать информацию из окружающей среды и регулировать свое поведение, которое часто требует энергозатрат», — говорит Малларино. Геометричность агути в мозгу — это то, как мышь интегрирует сигналы социальной среды, чтобы сбалансировать конкурирующие требования, такие как воспитание детей, кормление и защита территории.
В ходе сбора полученные результаты подтверждают растущее число исследований, показывающих, как социальная среда может изменить активность генов в мозге, что, в свою очередь, влияет на поведение родителей.
Происходит ли что-то подобное у людей, неизвестно. В отличие от обезьян, в мире мы наиболее близки, многие солнечные отцы действительно заботятся о младенцах. Мы только начинаем исследовать потенциальные биологические корни такого поведения. «Сейчас очень рано воспринимать воспитательный потенциал мужчин», — говорит Хрди.