Певчие птицы адаптируются к городской среде благодаря быстрой генетической эволюции

Исследователи из Университета Индианы обнаружили, что вид певчих птиц, недавно заселивший городскую среду, демонстрирует меньший уровень стресса и более смелое поведение по сравнению с сородичами, живущими в лесу. Они пришли к выводу, что адаптация к городской жизни связана с быстрой генетической эволюцией как поведения, так и соответствующих гормональных реакций.

В исследовании под руководством Джонатана У. Этвелла изучалась популяция темноглазых юнко, которая обосновалась в городской среде округа Сан-Диего, Калифорния, в начале 1980-х годов. Эти птицы показали стабильно более низкий уровень кортикостерона при стрессе и большую готовность смело исследовать новые ситуации по сравнению с популяцией того же вида, живущей в лесном ареале предков.

Молодых птиц из обеих популяций (Сан-Диего и лесной, расположенной в 50 милях) отловили и вырастили в одинаковых условиях в авиарии университета, чтобы проверить, в какой степени различия обусловлены генетикой ("природой"), а не средой ("воспитанием").

В этом эксперименте с "общим садом" птицы из обеих популяций содержались в идентичных условиях более восьми месяцев. Тем не менее, как и в полевых исследованиях, городские юнко исследовали новую среду быстрее и активнее и имели более низкий уровень стрессового гормона кортикостерона. Кроме того, внутри каждой популяции особи с более низким уровнем кортикостерона были смелее в тестах на исследование, что указывает на тесную связь между смелым поведением и уровнем стрессовых гормонов.

"Мы считаем, что повышенная смелость и пониженный уровень кортикостерона эволюционировали совместно в процессе колонизации, что указывает на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось (HPA axis) как на критически важный интегрирующий гормональный механизм, связанный с адаптацией к городской жизни", — сказал Этвелл.

Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось — это сложная сеть взаимодействий между надпочечниками, гипоталамусом и гипофизом, которая контролирует реакции на стресс и регулирует пищеварение, иммунную систему, половую функцию, настроение и расход энергии.

Учитывая, что у городских юнко, по-видимому, есть гены, отвечающие за более смелое поведение и более низкий уровень кортикостерона, Этвелл предполагает, что дальнейшие исследования более четко установят связь между городской адаптацией и реакцией HPA-оси. В частности, группа заинтересована в исследовании и секвенировании различных областей гена дофаминового рецептора Drd4, который связан со смелым и застенчивым поведением у других животных.

"Мы предполагаем, что наблюдаем коррелированную эволюцию по пути наименьшего сопротивления, о чем свидетельствует устойчивая связь между интегрированной картиной адаптивной дивергенции поведенческого признака и гормональным механизмом — HPA-осью, — который лежит в основе этой дивергенции", — сказал он.

Хотя поведение и уровень гормонов эволюционировали вместе, ученые отметили в исследовании, опубликованном в Behavioral Ecology, что не существует единственного оптимального баланса гормональной и поведенческой стратегии — разные стратегии, по-видимому, работают для разных особей и популяций, поэтому вариативность этих признаков сохраняется.

"Теперь нам необходимо провести дополнительные исследования нейроэндокринных и генетических механизмов, связывающих гормональные и поведенческие признаки, чтобы определить эволюционную значимость этих ассоциаций", — добавил Этвелл.