ДНК родительской заботы
Родительское поведение у зверей запрограммировано в геноме, причем материнская забота отличается по набору генов от отцовской.
Разные звери по-разному заботятся о потомстве – у одних видов родители опекают детёнышей долго и тщательно, у других же взрослые следят за ними, что называется, спустя рукава. Это давно ни для кого не секрет, но как получилось так, что даже у очень близких видов родительское поведение может сильно отличаться? В чем тут причина, в генах или же в каких-то внешних условиях, в которых приходится жить разным видам? И если в генах, то в каких? Вообще говоря, до сих пор связь родительской заботы с теми или иными генами целенаправленно почти не изучали; исследователи из Гарварда решили этот пробел заполнить.
Андрис Бендески (Andres Bendesky) и его коллеги экспериментировали с двумя видами белоногих хомячков – оленьим хомячком Peromyscus maniculatus и береговым хомячком Peromyscus polionotus. Оленьи хомячки, хотя и образуют пару для заботы о потомстве, практикуют промискуитет, то есть и самец, и самка спариваются не только со своим партнером, но и с другими особями, и, если проанализировать гены детенышей из гнезда оленьих хомячков, то окажется, что они появились на свет от нескольких отцов. Напротив, береговые хомячки моногамны, и все детеныши рождаются только от одного самца.
Можно ожидать, что самец оленьего хомячка не будет слишком усердствовать ради выводка: ведь ему придется тратить усилия не только своих, но и чужих хомячат. А самец берегового хомячка, наоборот, окажется усердным папашей, ведь все детеныши, кто пользуется его заботой – они все его.
Родительскую опеку исследователи анализировали по нескольким поведенческим признакам, в числе которых было и участие в постройке гнезда, и вылизывание детенышей, и скучивание взрослых с детенышами (что такое скучивание, наверно, понятно и так). Самки обоих видов заботились о выводке одинаково, а самцы – нет: у оленьего хомячка отцы мало участвовали в воспитании потомства, у берегового же они заботились о детенышах наравне с матерями.
Тогда детенышей в очередном выводке поменяли: оленьи хомячата попали к родителям – береговым хомякам и наоборот. Родители заботились о подкидышах так, как они обычно это делали. Однако необычное воспитание не сказалось на родительском поведении нового поколения, то есть молодые самцы береговых хомячков все равно старательно заботились о своих детях, несмотря на то, что их самих воспитывали небрежные отцы – оленьи хомячки. То же самое касалось и нового поколения оленьих хомячков, воспитанного береговыми. То есть разные стратегии родительского поведения, очевидно, записаны в генах, и воспитание тут роли не играет.
Теперь настал черед выяснять, что это за гены и сколько их. Хомячков начали скрещивать друг с другом: у гибридов получалась смесь генов от обоих видов, так что, сравнивая геномы с их поведением, можно было понять, какие участки ДНК отвечают за ту или иную родительскую стратегию. Таких фрагментов в геноме оказалось несколько, и, что самое любопытное, у самцов и у самок они были во многом разными. Отсюда, к примеру, следует, что мутация, которая усиливает материнскую заботу, может никак не повлиять на родительское поведение отцов, и что отцовское и материнское поведение эволюционируют отчасти независимо друг от друга. В то же время разные участки ДНК отличались широтой специализации: одни регулировали целый комплекс родительских действий (вылизывание, скучивание и прочие формы общения), от других же зависело что-то одно (например, постройка гнезда).
Но фрагменты ДНК, которые таким образом удалось вычленить в геноме – это фрагменты ДНК, они могут содержать несколько генов, из которых на родительское поведение могут влиять далеко не все. Конкретный ген удалось найти при сравнении гипоталамуса у обоих видов грызунов. Гипоталамус – очень небольшая область мозга, от которой, однако, очень многое зависит: здесь синтезируется множество гормонов и нейромедиаторов, влияющих на самые разные сферы жизни, в том числе и на социальное поведение.
Довольно быстро удалось обнаружить, что оба хомячка отличаются по активности в гипоталамусе гена вазопрессина, который и водный обмен регулирует, и на семейную жизнь влияет. Известно, что вазопрессин усиливает связи между партнерами и в буквальном смысле укрепляет семейные связи. В случае с хомячками эффект от вазопрессина оказался сложным: если гормон был в избытке, то грызуны переставали строить гнезда, или же делали это очень неохотно, однако все остальные аспекты семейных отношений оставались прежними. Полностью результаты экспериментов опубликованы в Nature.
В ближайшем будущем, очевидно, мы узнаем и про другие гены родительского поведения, тем более, что теперь стало понятно, в каких областях генома их искать. Соответственно, можно будет выяснить, как шла эволюция заботы о потомстве у млекопитающих, и в какой степени родительское поведение зависит от генов у людей.
