Японские ученые изменили работу одного гена и инсулин-продуцирующих нейронов у плодовой мушки D. melanogaster так, чтобы ее самцы смогли ухаживать за самками посредством подарков, как это делают самцы другого вида D. subobscura. Результаты показывают, что для эволюции поведения животных не обязательно нужны новые клетки мозга — достаточно небольшой генетической перестройки в уже существующих нейронах. Исследование опубликовано в журнале Science.
В природе у плодовых мушек есть разные брачные ритуалы. Большинство самцов быстро вибрируют крыльями и таким образом «поют» для самки. Но у Drosophila subobscura другая стратегия: самец предлагает партнерше частично переваренную пищу в качестве подарка. Такого поведения нет у близкородственных к виду насекомых, в том числе у D. melanogaster. Эти виды разошлись около 30–35 миллионов лет назад.
Японские ученые решили выяснить, что отвечает за разное брачное поведение плодовых мушек. Для этого они сосредоточились на гене fru, который контролирует действия самцов при ухаживании. Оказалось, что у D. subobscura нейроны, вырабатывающие инсулин, соединены с центром управления ухаживанием в мозге, а у D. melanogaster эти связи отсутствуют. Исследователи проверили, можно ли «включить» их искусственно.
Исследователи выяснили, что за «дарение подарков» мушек отвечают 16–18 нейронов, вырабатывающих инсулин в межмозговой области. Исследователи термогенетически активировали эти нейроны. Белок FruM, который при этом вырабатывался, заставил клетки отрастить новые нервные отростки и соединиться с центром ухаживания. Так в мозгу появились новые цепи и мушки впервые начали дарить еду самкам.
«Наши результаты показывают, что эволюция новых форм поведения не обязательно требует появления новых нейронов; вместо этого мелкомасштабная генетическая перестройка в нескольких ранее существовавших нейронах может привести к разнообразию поведения и, в конечном счете, способствовать дифференциации видов», — рассказал Юсуке Хара, соавтор исследования из Национального института информационно-коммуникационных технологий Японии.
В будущем результаты исследования позволят лучше понять, как эволюция создавала новые стратегии для выживания и размножения видов посредством генов и нейронных связей.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
