Исследование проливает свет на генетику стайного поведения рыб

Новое исследование Центра исследования рака Фреда Хатчинсона помогает понять, как и почему рыбы плавают стаями — вопрос, давно интересующий биологов.

Исследование, опубликованное 12 сентября в Current Biology, показало, что два ключевых компонента стайного поведения у колюшки трёхиглой — склонность к стайности и качество построения стаи — связаны с разными областями генома.

Это важно, отмечает ведущий автор Анна Гринвуд, Ph.D., так как предполагает, что идентификация генов, влияющих на социальную мотивацию у рыб, может приблизить нас к пониманию генетических основ социального поведения человека.

"Мотивация к социальному поведению характерна как для рыб, так и для людей. Вероятно, некоторые из тех же областей мозга и нейрохимические вещества, что контролируют социальное поведение человека, задействованы и в социальном поведении рыб", — сказала Гринвуд.

Генетический контроль поведения

В предыдущем исследовании учёные обнаружили, что морские колюшки из Тихого океана (Япония) образуют чёткие стаи, а пресноводные колюшки из озера в Британской Колумбии предпочитают прятаться и хуже поддерживают строй. Несмотря на идентичные лабораторные условия, их поведение различалось.

"Это действительно указывает на то, что существует некий генетический фактор, контролирующий это различие", — отметила Гринвуд.

В новом исследовании использовались лабораторные гибриды морских (стайных) и пресноводных (нестайных) колюшек. Было установлено, что склонность к стайности и качество построения стаи связаны с разными геномными регионами.

Алисон Белл, Ph.D., отметила значимость этого открытия, так как связать поведенческие черты, особенно социальные, с конкретными регионами генома в естественных популяциях крайне сложно из-за пластичности поведения.

Ханс Хофманн, Ph.D., добавил, что это исследование опровергает утверждение о чрезмерной сложности для изучения такого поведения, как человеческое.

Экспериментальная установка

Для экспериментов исследователи создали специальное устройство: над круглым акриловым резервуаром подвесили старое велосипедное колесо, приводимое в движение мотором от лабораторного шейкера. К колесу на проволоке подвесили восемь реалистичных моделей рыб из смолы.

Было обнаружено, что те же регионы генома, которые контролируют способность к стайности, также влияют на анатомию боковой линии рыбы — системы органов, обнаруживающих движение и вибрацию в воде. Это поддерживает давнюю гипотезу о роли боковой линии в стайном поведении и указывает на возможный единый генетический механизм.

Теперь исследователи работают над манипуляцией геном, который, как они предполагают, вызывает изменения в боклой линии колюшки, чтобы проверить, изменится ли при этом их стайное поведение.