Открытия в разведении перепелов проливают свет на человеческую сексуальность
Исследователи из Университета Нагои и Национального института фундаментальной биологии обнаружили в мозге перепелов рецептор, который помогает инициировать размножение. В то же время учёные из Университета Васэда и Университета Китасато исследуют нейрохимическую связь между агрессивностью самцов и присутствием самок.
Японский перепел часто используется для изучения социосексуального поведения и его механизмов. У перепелов в короткий брачный сезон происходят быстрые и выраженные сексуальные изменения в ответ на смену времён года. Также известно, что половозрелые самцы перепелов дерутся с высокой агрессивностью, но эта агрессия снижается в присутствии самок.
Фоторецептор в глубине мозга
Учёные из Института трансформативных биомолекул (ITbM) Университета Нагои и Национального института фундаментальной биологии впервые идентифицировали у перепелов рецептор глубоко внутри мозга, который напрямую обнаруживает свет. Этот рецептор играет важную роль в регуляции брачной активности в соответствии с сезонными изменениями.
Давно известно, что позвоночные, за исключением млекопитающих, могут обнаруживать свет глубоко в мозге независимо от глаз. Более 100 лет назад учёные обучили ослеплённых рыб подниматься к поверхности за едой в ответ на свет. Позже исследования показали, что гонады ослеплённых уток росли в ответ на воздействие более длинного светового дня. Но, несмотря на многолетние исследования, истинная природа ключевого рецептора, участвующего в этом процессе, оставалась загадкой.
Исследования, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences в 2010 году, выявили существование светочувствительного рецепторного белка Opsin-5, который вырабатывался нервными клетками глубоко в мозге перепелов. Однако не было прямых доказательств того, что эти нервные клетки напрямую обнаруживают свет.
В исследовании, опубликованном в Current Biology, учёные из ITbM использовали специальные микроэлектроды на срезах мозга, чтобы изучить реакцию этих нервных клеток на свет. Они обнаружили, что клетки активировались при воздействии света. Когда исследователи ингибировали нейротрансмиттеры, нервные клетки всё равно реагировали на свет, что указывало на прямое светообнаружение. В отдельном эксперименте ингибирование Opsin-5 у взрослых перепелов также подавляло гормон, запускающий весеннее размножение у птиц.
Opsin-5 также существует у людей. Исследователи полагают, что их работа поможет понять, как млекопитающие регулируют свои биологические часы. Это также может привести к улучшению методов разведения животных и дать более глубокое понимание эволюции глаз и фоторецепторов.
Любовь перепелов и нейрохимия агрессивности самцов
Учёные из Университета Васэда и Университета Китасато изучают нейрохимические пути, участвующие в преобразовании социальных сигналов в физиологические репродуктивные изменения.
В 2000 году исследователи из Университета Васэда впервые идентифицировали у перепелов новый гормон — гонадотропин-ингибирующий гормон (GnIH), который подавляет размножение. Этот гормон также был обнаружен у млекопитающих. Исследователи обнаружили, что нервы, связанные с этим гормоном, также проецируются в области мозга, связанные с агрессивным и сексуальным поведением. Это побудило их изучить связь гормона с агрессией у самцов перепелов.
В одном исследовании, опубликованном в Nature Communications, учёные вводили гормон в мозг самца. Это увеличивало активность фермента ароматазы, который преобразует мужской гормон андроген в женский гормон эстроген. Уровень эстрогена в мозге значительно возрастал. Кроме того, инъекция высоких концентраций эстрогена в мозг самца сильно снижала его агрессивное поведение.
В отдельном исследовании, опубликованном в Journal of Neuroscience, учёные проанализировали, как присутствие самки изменяет репродуктивные гормоны у сексуально активного самца, а также синтез и высвобождение нейрохимических веществ в его мозге. Они обнаружили, что когда самец видит самку, это вызывает быстрое увеличение высвобождения GnIH, что подавляет гипофизарные гонадотропины, стимулирующие секрецию тестостерона. Таким образом, присутствие самки быстро снижает уровень тестостерона у самца. Это исключительно для большинства видов позвоночных, у которых взаимодействие с самкой обычно приводит к повышению уровня тестостерона.
В 2015 году исследователи планируют изучить, как присутствие самки изменяет уровень нейростероидов в мозге самца, и выяснить, почему присутствие самки снижает агрессию и уровень тестостерона в плазме. В конечном итоге, будущие работы по изучению социосексуального поведения у людей могут привести к новым способам регуляции агрессивности.