«Леворукие» рыбы и асимметричный мозг

Предпочтение одной стороны тела, как праворукость или леворукость у людей, наблюдается и в животном мире. Особенно ярко это выражено у цихлид вида Perissodus microlepis, эндемиков африканского озера Танганьика. Эти рыбы высокоспециализированы: они питаются чешуёй других рыб, атакуя добычу строго с определённой стороны.

Биологи из Констанцского университета исследовали связь между этой поведенческой асимметрией, структурой мозга и экспрессией генов у цихлид. Команда под руководством профессора Акселя Мейера показала, что предпочтение стороны при охоте коррелирует с асимметрией полушарий мозга и неравномерной экспрессией генов между ними. Результаты опубликованы в Genome Biology and Evolution.

Асимметрия мозга и поведения

Учёные задокументировали предпочтение стороны у около 40 особей, а затем изучили их мозг. Чёткая асимметрия была обнаружена в области Tectum Opticum (зрительная кора), но только у особей с выраженной «односторонностью» в поведении. Полушарие, контролирующее глаз на предпочитаемой стороне тела, было более развито. У рыб без явного предпочтения стороны Tectum Opticum был более симметричен.

Генетическая основа асимметрии

Анализ экспрессии генов в разных отделах мозга выявил, что в Tectum Opticum активность 140 генов различалась между полушариями в соответствии с поведенческим предпочтением. Наиболее выраженная корреляция обнаружена для гена synuclein gamma alpha (sncga). Этот ген преимущественно экспрессируется в хабенуле — области мозга, асимметричной у всех позвоночных, включая человека. Ряд других генов, ассоциированных у людей с рукостью и шизофренией, также показал асимметричную экспрессию у цихлид.

Исследователи предполагают, что «односторонняя» специализация в питании, асимметрия головы и мозга у этих цихлид развились благодаря чрезвычайно быстрой эволюции регуляции генов в мозге.