Нейробиологи обнаружили сенсорные переключатели, управляющие инфантицидом и родительским поведением

У многих видов млекопитающих развилось, казалось бы, парадоксальное поведение по отношению к детёнышам. Как и люди, большинство проявляет заботливое, защитное поведение, а в некоторых обстоятельствах даже действует как приёмные родители. Однако холостые самцы часто совершают инфантицид (детоубийство) как стратегию распространения собственных генов. Как контролируются эти конфликтующие социальные поведения?

Исследование, опубликованное в Cell, показывает, что переключение между такими крайними формами поведения у мышей определяется смесью феромонов и мультисенсорных сигналов, исходящих от новорождённых детёнышей.

Учёные из Гарвардского университета и Центра Сэйнсбери-Уэлком в UCL использовали новые силиконовые манекены детёнышей и генетически модифицированную феромональную сигнализацию, чтобы определить, как самцы и самки мышей распознают детёнышей и генерируют социальное поведение. Исследование изучило, одни и те же или разные сигналы вызывают родительское поведение у родителей и инфантицид у холостых самцов.

Путём генетического удаления специфических подтипов рецепторов в вомероназальном органе (ВНО) — специализированной обонятельной системе мышей, воспринимающей феромоны, участвующие в социальном поведении, — Исогаи и коллеги превратили холостых самцов, которые обычно атакуют детёнышей, в заботливых взрослых особей.

«Интересно, что «нокаут» функции ВНО только отменяет агрессивное поведение, но не отменяет родительское поведение. Это означает, что мыши всё ещё имеют доступ к сигналам, вызывающим родительское поведение, и поэтому, хотя сигналы для инфантицида и родительского поведения могут перекрываться, между ними есть различия», — прокомментировал Йох Исогаи, руководитель группы в Центре Сэйнсбери-Уэлком.

Изначально исследователи предположили, что специфичные для детёнышей феромоны будут триггерами для конкретного поведения взрослых особей; однако систематический поиск не выявил таких соединений. Это согласуется с тем, что холостые самцы не проявляют агрессии при предъявлении только феромонов детёнышей. Их поведенческий анализ в сочетании с масс-спектрометрией позволил идентифицировать специфические молекулы в слюне самок и в крови как критически важные стимулы для мужской агрессии.

Затем команда исследовала, могут ли другие сенсорные сигналы способствовать распознаванию детёнышей. Для этого они разработали силиконовые манекены разной формы, включая неестественную форму кирпича, бесформенный «комок», гибридную форму и реалистичный манекен в форме детёныша. Самцы реагировали только на самые реалистичные формы, что указывает на то, что особенности детёныша, а также феромоны, передают важные социальные сигналы.

Упрощённые формы, такие как «комок», не вызывали естественной реакции, и, что интересно, ничто не было эффективнее естественной формы детёныша. Отсутствие движения силиконовых манекетов также не казалось ограничивающим фактором, что подтверждается наблюдениями, что холостые самцы атакуют мёртвых детёнышей.

Исследование углубляет наше понимание того, как животные распознают социальные сигналы и преобразуют эту информацию в социально значимое поведение. Родительское поведение и инфантицид являются врождёнными у мышей, и считается, что нейронная цепь, лежащая в основе распознавания социальных сигналов, может быть консервативной, и поэтому однажды может помочь нам понять, как люди способны распознавать такой широкий спектр социальной информации у других индивидуумов.

Следующие задачи для лаборатории Исогаи — определить, как специфические особенности, излучаемые животным (такие как феромоны и форма), объединяются мозгом в социальную информацию. Также учёные надеются выяснить, какие изменения происходят в мозге самцов мышей, когда они становятся отцами.