У дерущихся петушков синхронизируется экспрессия генов в мозге
При распределении ресурсов многие животные дерутся — особь, которая побеждает в схватке, получает, например, добычу, территорию или партнера. Часто драку не доводят о кровопролития, а лишь обмениваются ритуальными движениями: так соперники определяют, кто из них сильнее, не нанося друг другу реальный урон.
Ученые из Тайваня, Саудовской Аравии, США и Японии под руководством Норихиро Окада (Norihiro Okada) из Университета Китасато изучили дерущихся бойцовых рыбок (Betta splendens). 17 пар самцов сажали в отдельные аквариумы и давали им драться в течение часа. Оказалось, что схватка всегда происходит по одному плану: рыбы подплывают к поверхности, чтобы вдохнуть воздух, затем активно дерутся (нападают и кусают друг друга), а после этого сцепляются ртами на минуту-полторы. Такие циклы борьбы постоянно повторяются, в среднем 12 раз в час. Ученые проанализировали частоту и продолжительность всех трех типов событий драк и выяснили, что у каждой пары драчунов паттерн схватки свой, отличается от других и повторяется.
Чтобы выяснить, какие молекулярные процессы лежат в основе паттернов агрессивного поведения рыб, ученые секвенировали РНК всего мозга животных: пяти особей, не вовлеченных в схватку, пяти пар, которые дрались в течение 20 минут, и пяти — в течение часа. Линейный дискриминантный анализ транскриптома разделил рыб на три группы по времени схватки: после 20 минут борьбы особенно активны были гены, связанные с регуляцией транскрипции, а спустя час — гены стрессовой реакции, метаболизма, транспорта белков и ионов и сигнальных путей MAPK.
Анализ методом главных компонент и корреляционный анализ показали, что активность генов каждой из пар дерущихся рыб похожа, но отличается от других особей. Это справедливо для животных, которые дрались в течение часа: через 20 минут синхронизировались транскриптомы только одной пары из пяти. Всего синхронизировалась транскрипция более половины генов — в том числе связанных с нейронной активностью, выделением нейромедиаторов, функционированием синапсов и, что важно, долговременной памятью.
Пока неясно, как именно экспрессия генов у двух дерущихся особей синхронизируется, но, возможно, именно это явление лежит в основе и поведенческой синхронизации. Схожая экспрессия генов в мозге может быть универсальным свойством при взаимодействии животных — чтобы выяснить это, необходимо проводить дальнейшие исследования.
Алиса Бахарева
