Лекарства для человека влияют на поведение рыб
Исследование на трёхиглых колюшках, проведённое учёными из Университета Линчёпинга, показало, что лекарства для человека, воздействующие на важные сигнальные системы мозга, делают рыб смелее. Результаты подтверждают, что сигнальные вещества серотонин и дофамин играют важную роль в поведенческих различиях между особями. Кроме того, работа демонстрирует, что лекарства, попадающие в природную среду, могут иметь последствия для животного мира. Исследование опубликовано в Journal of Experimental Biology.
Особи внутри вида часто демонстрируют разные «личности», выражающиеся в устойчивых поведенческих различиях. Однако причины этих различий во многом неизвестны. Предыдущие работы указывали на корреляцию между поведенческими различиями и уровнем различных сигнальных веществ в мозге, таких как серотонин и дофамин. Эти же вещества играют ключевую роль в некоторых человеческих болезнях, и часто используются лекарства, регулирующие их функцию. Например, депрессию часто лечат препаратами, усиливающими эффект серотонина, а лекарства, влияющие на дофаминовую систему, применяют для лечения болезни Паркинсона.
В данном исследовании учёные выясняли, значимы ли серотонин и дофамин для личностно-связанного поведения трёхиглой колюшки. Эта рыба распространена в Северном полушарии. Ранее другие группы показали, что на пищевое поведение рыб влияют антидепрессанты, как и на их способность справляться со стрессом. Авторы новой работы ранее изучали сверчков и показали, что те становятся менее активными и менее агрессивными при изменении уровня серотонина с помощью препарата флуоксетина.
В текущем исследовании учёные добавляли в воду аквариумов либо флуоксетин (повышающий уровень серотонина), либо ропинирол (влияющий на дофаминовую систему). Третью группу рыб лечили обоими препаратами одновременно (для проверки так называемого «коктейльного эффекта»), а четвёртая группа была контрольной. Концентрации препаратов соответствовали измеренным в шведских водоёмах. Лечение длилось 18 дней, в течение которых поведение рыб оценивали несколько раз. Тестировали смелость и исследовательское поведение при перемещении в новое окружение, отличающееся от домашнего аквариума. Затем в аквариум помещали зеркало и фиксировали агрессию или общительность по отношению к отражению, которое рыбы воспринимали как другую особь.
Результаты показали, что рыбы вели себя смелее, когда на серотониновую систему воздействовал препарат. Разница в поведении проявилась после 18 дней воздействия. Аналогичный эффект возникал при воздействии препарата, влияющего на дофаминовую систему.
«Наше исследование показывает, что поведение рыб может меняться, когда они подвергаются воздействию лекарств, влияющих на сигнальные вещества серотонин и дофамин. Другими словами, распространение наших лекарств и их остатков в окружающей среде может иметь последствия для животных», — говорит Робин Эбби-Ли, исследователь из Департамента физики, химии и биологии Университета Линчёпинга, руководивший работой.
Учёные также измерили экспрессию генов в мозге, важных для сигналинга серотонина и дофамина, а также для устойчивости к стрессу. Уровни экспрессии генов не изменились при лечении рыб препаратами, хотя их поведение изменилось в определённой степени.
«Однако мы увидели, что естественная вариация между особями в уровнях экспрессии генов в этих сигнальных системах связана с поведением рыб. Это подтверждает, что эти системы играют важную роль в определении различий в поведении и личности», — говорит Ханне Лёвли, доцент этологии в Департаменте физики, химии и биологии и руководитель исследовательской группы.