Учёные выяснили, как животные определяют время года для размножения

Животным необходимо измерять время года, чтобы предвидеть и адаптироваться к смене сезонов, синхронизируя размножение и другие жизненно важные функции. Новое исследование Бристольского университета определило, как животные измеряют годовой цикл для контроля сезонной фертильности.

У птиц и млекопитающих эта адаптация опосредована выделением гормонов из гипофиза, которые контролируют такие функции, как размножение, реакцию на стресс и смену шерсти. Однако измерение длины светового дня (и, следовательно, времени года) осуществляется гормоном мелатонином, который выделяется шишковидной железой ночью. До сих пор оставалось непонятным, как мелатонин передаёт сигнал гипофизу — этот вопрос был предметом 30-летних поисков.

Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences USA, провела доктор Дженнифер Касл-Миллер под руководством доктора Доминго Тортонезе и профессора Дэвида Бейтса. В нём сообщается о механизме, с помощью которого мелатонин передаёт эффекты длины светового дня на сезонную физиологию.

Используя овцу в качестве модели, учёные обнаружили, что продолжительность секреции мелатонина ночью контролирует выработку различных форм белка VEGF (фактора роста эндотелия сосудов) в специфической области гипофиза, близкой к мозгу. Формы VEGF, препятствующие росту кровеносных сосудов, вырабатываются зимой, а стимулирующие его — летом.

Доктор Доминго Тортонезе, соавтор исследования, пояснил: «Мы выяснили, что эта зависимая от мелатонина выработка разных форм VEGF имеет два взаимодополняющих эффекта. Во-первых, она вызывает ремоделирование кровеносных сосудов, соединяющих мозг с гипофизом. Во-вторых, VEGF действует как сигнальная молекула на клетки гипофиза, производящие гормоны, контролирующие сезонную фертильность».

Исследование раскрыло механизм, позволяющий животным измерять время года для физиологической адаптации к меняющейся среде. Эти результаты важны для животноводства и, как ожидается, повлияют на медицину человека.