Длительное воздействие женских запахов меняет брачное поведение у самцов мышей
Запах самки — один из самых привлекательных стимулов для самца мыши. Феромоны, выделяемые самками, привлекают внимание самцов и запускают брачное и репродуктивное поведение.
Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили у самцов мышей особый тип нейронов, который распознает феромон в моче самок. Однако это половое различие не является жестко запрограммированным. Манипулируя условиями жизни и подвергая самцов длительному воздействию женских запахов, ученые показали, что самцы теряют эти нейроны и интерес к ухаживанию за самками.
Исследование, опубликованное 17 августа в журнале Neuron, описывает, как нейроны в носу адаптируются к опыту, и помогает объяснить различия между особями и полами.
«Очевидно, что у людей разные мозги. Мы думаем и действуем по-разному. В этом случае различия между самцами и самками были обусловлены не врожденными факторами — как можно было бы ожидать для системы, чувствительной к феромонам, — а разным сенсорным опытом», — сказал Тимоти Е. Холи, старший автор исследования.
Холи и бывшая аспирантка Пей Сабрина Сю проанализировали сотни тысяч нейронов в вомероназальном органе мышей — структуре в носу, которая обнаруживает феромоны и другие химические сигналы. Подавляющее большинство нейронов были одинаковыми у обоих полов, но одно подмножество присутствовало у самцов и отсутствовало у самок. Это подмножество специфически реагирует на эпитестостерона сульфат, возможный побочный продукт половых гормонов.
Природа или воспитание? В лаборатории самцов и самок содержат в отдельных клетках, поэтому самки хронически подвергаются воздействию женских феромонов в собственной моче и моче соседок по клетке. Аналогично самцы подвергаются воздействию мужских феромонов, но ни те, ни другие не сталкиваются с запахами противоположного пола.
«Чтобы добраться до сути вопроса "природа или воспитание", я подвергала самцов воздействию самок, а самок — воздействию самцов, чтобы они все находились в одинаковой сенсорной среде. Мы обнаружили, что в этих условиях распределение нейронов у самцов и самок фактически выглядит одинаковым», — сказала Сю.
Самцы, подвергавшиеся воздействию женской мочи в течение двух месяцев, потеряли нейроны, реагирующие на женский феромон. С потерей этих нейронов самцы также потеряли интерес к обнюхиванию женской мочи. У самок мышей, у которых изначально не было таких нейронов, воздействие мужской мочи не повлияло на типы нейронов в их носу.
Когда полы снова разделили, самцы восстановили феромон-чувствительные нейроны.
Роль гормонов. Чтобы выяснить, влияют ли половые гормоны на количество нейронов, обнаруживающих женские феромоны, исследователи удалили семенники у самцов и яичники у самок.
«Типы нейронов не изменились ни у овариэктомированных самок, ни у кастрированных самцов. Это говорит нам о том, что эффект обусловлен не гормонами, а доминирующим влиянием сенсорного опыта», — отметила Сю.
В природе самцы большинства видов мышей живут на отдельных от самок территориях, поэтому они лишь изредка сталкиваются с женской мочой и реагируют на нее с большим интересом. Вряд ли в естественных условиях они будут так хронически подвергаться воздействию женских феромонов, чтобы потерять способность их обнаруживать. Самки же, напротив, никогда не могут избежать собственных запахов.
В результате неврологическое различие между полами основано на различиях в окружающей среде, а не на генетических или гормональных факторах.
«Мы показали, что можно обнаружить очень крошечную долю нейронов, которые функционируют по-разному у разных особей, а затем искать факторы, которые вызывают это различие», — сказала Сю.
По словам Холи, выявленный в исследовании процесс — при котором чрезмерное воздействие молекулы приводит к потере нейронов, обнаруживающих эту молекулу, — может быть частью неврологического механизма для балансировки способности обнаруживать распространенные и редкие сенсорные сигналы.
«В дикой природе животные подвергались бы воздействию самых разных запахов, и этот процесс, вероятно, модулирует долю нейронов, реагирующих на каждый запах, а не заставляет некоторые нейроны полностью исчезать. Я полагаю, этот механизм помогает обеспечить баланс в том, что животное может обнаружить», — заключил Холи.