Генетическая мутация заставляет рыб-"отцов-алиментщиков" заботиться о потомстве

Исследователь из Университета Мэриленда Чэн-Ю Ли заметил в лаборатории самца рыбы Astatotilapia burtoni (цихлида) с характерно выдвинутой челюстью — признаком вынашивания икры во рту (mouthbrooding). Это удивило учёного, так как у данного вида эту родительскую роль выполняют исключительно самки.

"Я не знал, галлюцинирую ли я", — вспоминает Ли, ведущий автор исследования, опубликованного 1 августа 2024 года в журнале Current Biology.

Наблюдения показали, что почти все самцы A. burtoni с определённой генетической мутацией начали подбирать икру ртом. В норме самки вынашивают икру во рту около двух недель, не питаясь и теряя вес, в то время как самцы охраняют территорию и ищут новых партнёрш.

Учёные обнаружили, что за родительское поведение отвечает обонятельный рецептор or113a. Они предполагают, что в мозге и самцов, и самок существует "родительская цепь", запускающая инстинкт вынашивания. Однако у самцов феромон, который выделяют самки перед нерестом, блокирует активацию этой цепи.

"Феромон, выделяемый плодовитыми самками, изначально привлекает самца, но когда приходит время откладывать икру, он, кажется, заставляет самца избегать её подбирать", — объяснил старший автор работы Скотт Джантти.

Мутация, внесённая с помощью техники редактирования генов CRISPR, по сути "выключила" рецептор or113a, лишив самцов возможности обнаруживать этот феромон. Это заставило их стать более заботливыми отцами.

Около 30% самцов с этой мутацией вынашивали икру не менее 60 минут, а некоторые — все две недели. Все самки с той же мутацией продолжали нормально вынашивать икру, что указывает на влияние и других различий между полами.

С эволюционной точки зрения уклончивое поведение самцов может быть им выгодно: если бы все самцы в дикой природе начали вынашивать икру, они упускали бы партнёрш, потенциально снижая число выжившего потомства.

Исследование также показало, что у другого вида цихлид — Sarotherodon melanotheron (чёрноподбородочная тиляпия), самцы которой в природе вынашивают икру, — обнаружена мутация в том же рецепторе or113a. Это ещё один признак тесной связи обоняния и родительского поведения.

"Кажется, что эволюционирующая обонятельная система может изменить это социальное поведение", — отметил Джантти.

Учёные полагают, что их открытие прокладывает путь к новым исследованиям, которые помогут раскрыть эволюционное разнообразие родительского поведения на уровне нейронов и генов в мозге.