Новое Гарвардское исследование ставит под сомнение эту идею и — впервые — выявляет связи между активностью конкретных генов и родительскими различиями между видами.Под руководством профессора органической и эволюционной биологии, а также молекулярной и клеточной биологии Хопи Хекстра и Андреса Бендески, научного сотрудника лаборатории Хокстры, группа исследователей, изучающих генетику, лежащую в основе родительского поведения, обнаружила не только то, что разные гены могут влиять на поведение мужчин. и самки, но ген гормона вазопрессина, по-видимому, тесно связан с строением гнезд у родительских мышей. Исследование описано в статье от 19 апреля, опубликованной в Nature.
«Это один из первых случаев, когда ген был задействован в родительской заботе у млекопитающего», — сказал Хекстра. "Фактически, это один из немногих генов, которые участвовали в эволюции поведения в целом … но я думаю, что особенно захватывающим в этом отношении является идея о том, что, хотя во многих системах мы знаем, что на поведение родителей можно повлиять благодаря вашему окружению, теперь у нас есть доказательства того, что генетика также может играть важную роль ".«Мы знаем, что у разных видов есть различия в том, сколько родительского поведения они обеспечивают своим детенышам», — сказал Бендески. «Дело не в том, что один лучше или хуже, это просто разные стратегии … но до нашего исследования мы не знали, как развивалось это родительское поведение, был ли один ген, опосредующий все различия в поведении, или это было так. 10 или 20. "Идея исследования возникла из различий в системах спаривания, которые исследователи наблюдали между двумя родственными видами мышей — Peromyscus maniculatus, также известным как мышь-олень, и Peromyscus polionotus, или мышью oldfield.
«Как и многие грызуны, олень-мышь — это то, что мы называем беспорядочными половыми связями, что означает, что и самцы, и самки спариваются с несколькими особями», — сказал Хекстра. «Часто при генотипировании помета вы найдете щенков от нескольких отцов».Для сравнения, мышь oldfield моногамна, поэтому все щенки в помете связаны только с одним отцом.«Широко задокументировано, что у этих мышей разные системы спаривания», — сказал Хекстра. «Когда Андрес пришел в лабораторию, он был заинтересован в том, чтобы задать вопрос, трансформируются ли эти различия в различия в родительской заботе?»Чтобы понять эти различия, Бендески сначала создал поведенческий анализ, который отслеживал поведение как самцов, так и самок каждого вида и измерял, как часто они участвуют в родительском поведении, например, строят гнезда, вылизывают и собирают своих щенков.
В целом данные показали, что самки обоих видов были внимательными матерями. По словам Хекстры, основные различия заключаются в отцах.
Отцы мышей Oldfield относительно вовлечены в выращивание щенков, как и матери Oldfield, но отцы мышей-оленей участвуют относительно мало.Чтобы проверить, какое влияние оказывают эти разные стили воспитания, Бендески затем провел эксперимент по перекрестному воспитанию, позволив родителям мышей oldfield вырастить щенков оленьих мышей и наоборот, а затем понаблюдал за родительским поведением щенков, когда они сами стали родителями.«Мы обнаружили, что нет измеримого эффекта в зависимости от того, кто их поднимает», — сказал Хукстра. «Все дело в том, кем они являются генетически».Чтобы понять эту генетику, исследователи скрестили два вида, а затем скрестили полученных мышей, создав гибридных мышей второго поколения, у которых были участки генома каждого вида.
Когда команда начала идентифицировать области в геноме, которые были связаны с различиями в поведении между двумя видами, они не только обнаружили, что некоторые эффекты были специфичными для пола, но и что некоторые области, по-видимому, влияли на несколько типов поведения.«Что мне очень интересно, так это то, что мы обнаружили, что разные гены могут объяснить эволюцию материнской и отцовской заботы», — сказал Бендески. «Это интересно, потому что это говорит нам о том, что если какая-то мутация в популяции увеличивает материнскую заботу, она может не повлиять на поведение мужчин. Таким образом, это поведение может развиваться независимо».
«Другим важным результатом здесь является то, что есть некоторые области, которые влияют на несколько характеристик, а другие имеют очень специфические эффекты», — добавил Хекстра. «Например, мы обнаружили одну область, которая влияет на облизывание, сбивание в кучу, обработку и извлечение, а другая — только на строительство гнезд».Вооружившись этими геномными областями, Бендески приступил к поиску отдельных генов, которые могли быть связаны с родительским поведением.«Мы изучили экспрессию в области мозга, называемой гипоталамусом, которая, как известно, играет важную роль в социальном поведении», — сказал Хекстра. «В частности, мы изучали, какие гены демонстрируют различия в экспрессии между двумя видами.
Хотя каждый регион мог содержать сотни генов-кандидатов, было лишь несколько, которые соответствовали этим критериям».Почти сразу, по ее словам, один ген — выработки вазопрессина, который был частью пути, который ранее был связан с социальным поведением у полевок, выскочил на них.Чтобы проверить, действительно ли вазопрессин влияет на поведение родителей, Бендески вводил дозы гормона самцам и самкам мышей Oldfield и обнаружил, что у них обоих снизилось поведение, связанное с постройкой гнезд. Аналогичный эксперимент, проведенный в сотрудничестве с лабораторией Кэтрин Дюлак, в которой использовались генетические инструменты для управления активностью нейронов вазопрессина у лабораторных мышей, подтвердил эти результаты.
Исследование также открывает перед исследователями возможность по-новому взглянуть на неврологические схемы, участвующие в родительском поведении, за счет нацеливания на определенные гены.«Это дает нам молекулярные рычаги, позволяющие лучше понять схему», — сказал он. «Мы можем видеть, что происходит в головном мозге, не абстрактно … но мы можем сказать, что вазопрессин переходит из этой части гипоталамуса в другую часть мозга, поэтому мы можем видеть, как устроен мозг».