Выявлен генетический компонент пространственной памяти горных синиц
Впервые исследователи показали, что удивительная пространственная память горных синиц имеет генетическую основу. Эти энергичные птицы весом в пол-унции каждую осень прячут тысячи единиц пищи и полагаются на эти запасы, чтобы пережить суровые зимы в горах на западе США. Для поиска тайников синицы используют высокоспециализированные способности к пространственной памяти. Хотя генетическая основа пространственной памяти была показана для людей и других млекопитающих, прямые доказательства этой связи у птиц ранее не были выявлены.
Результаты опубликованы в журнале Current Biology. Исследование — совместная работа учёных из Лаборатории орнитологии Корнеллского университета, Университета Колорадо в Боулдере, Университета Невады в Рино и Университета Оклахомы.
Критерии естественного отбора
Исследователи подтвердили, что естественный отбор формирует память синиц, что требует соблюдения определённых критериев:
- Изменчивость признака: одни синицы действительно лучше других находят свои запасы.
- Приспособительное преимущество: птицы, лучше справляющиеся с задачей на пространственную память, с большей вероятностью выживают и оставляют потомство.
- Генетическая основа изменчивости признака.
«Окружающая среда по-прежнему сильно влияет на формирование поведения, но наша работа предполагает, что гены могут создавать структуры мозга, а затем на эту основу накладываются опыт и обучение», — объясняет ведущий автор Кэрри Бранч.
Измерение памяти в дикой природе
Для измерения памяти у дикой популяции горных синиц в горах Сьерра-Невада (Калифорния) была использована система «умных» кормушек с радиочастотной идентификацией. Каждая из 42 протестированных птиц, помеченных микрочипами, была закреплена за одной из восьми кормушек в массиве. Датчик считывал метку птицы и открывал дверцу только «своей» кормушки. Учёные отслеживали, сколько попыток требовалось птицам, чтобы стабильно находить правильную кормушку.
«Мы ранее показали, что даже очень небольшие различия в результативности связаны с различиями в выживаемости», — отметил старший автор Владимир Правосудов.
Для связи пространственной памяти с генетической архитектурой были секвенированы геномы горных синиц. Использовались два метода:
- Традиционный полногеномный анализ, сравнивающий генетические данные особей с хорошими и плохими результатами в тесте на память.
- Новый алгоритм машинного обучения.
Оба метода выявили сотни генетических различий, связанных с пространственной памятью. Многие вариации в геномах оказались в областях, известных своей связью с обучением, памятью и развитием нейронов в мозге.
Авторы отмечают, что многие вопросы о влиянии пространственной памяти остаются, включая её возможную роль в выборе самки.