Исследователи непосредственно связывают деятельность генов с инстинктивным поведением у мужских цихлид

        

Назовите это инстинктом, но что-то заставляет некоторых животных вести себя определенным образом, возможно, программы в их генах. Исследователи непосредственно связали деятельность генов с инстинктивным поведением у маленьких мужских рыб, которые заставляют узоры на песке привлекать своих товарищей.

Ученые из Технологического института Джорджии и Стэнфордского университета, которые возглавили новое исследование, надеются в будущем увидеть, действительно ли какое-то поведение действительно является генетическими программами. Если они щелкают с помощью регуляции генов, чтобы стрелять из нейронных моделей, создавая таким образом поведение.

«Мы еще не находимся, но мы начинаем разбираться в моделях генной регуляции, которые управляют шаблонами нейронов», – сказал Тодд Стрельман, профессор в Технологической школе биологических наук Грузии, а также его председатель. «Мы смогли увидеть, что существует четкая связь между экспрессией и поведением генов».

Лучшее понимание аутизма

Исследование также может когда-нибудь способствовать лучшему пониманию аутизма, поскольку гены, лежащие в основе поведения рыбы, имеют человеческих родственников, которые участвуют в расстройстве спектра аутизма. И некоторые типичные виды аутизма, такие как «укладка», в которых ребенок навязчиво устраивает объекты в аккуратные ряды или башни, имеют параллели в том, как рыба, цихлиды, повторно накапливает песок, чтобы сделать симметричные образования.

Но на данный момент исследователи изучают мужских цихлид, которые пытаются привлечь помощника на озере Малави в Африке. В своем исследовании они обнаружили, что регуляция специфических генов и возникновение повторяющегося поведения, связанного с ними, объединились почти с перчаткой в ​​руке, новое открытие.

Они опубликовали свои результаты в журнале Труды Национальной академии наук . Исследование финансировалось Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта, Национальным институтом по проблемам старения и Национальным институтом общей медицины, являющимся частью Национального института здравоохранения.

Кроме того, мало что известно о том, как эволюционируют гены, лежащие в основе поведения, с течением времени, и исследователи обнаружили признаки того, что их эволюция может сосредоточиться вокруг регуляции генов в ответ на то, что происходит в окружающей среде животного. В случае мужских цихлид регуляция генов и поведение возникают, когда появляются женщины, готовые к спариванию.

Копай мой замок

Давайте начнем с поведения, а затем перейдем к активности генов.

Мальчики-цихлиды выбиваются из песка, чтобы произвести впечатление на рыбу-рыбу, готовую к спариванию. Большинство видов цихлид строят яму или кратер, который, по-видимому, является эволюционно более старым и лучше установленным поведением, а другие виды строят замок, который широко признается как новое эволюционное развитие.

Оба ямы и замки известны как «луки» и требуют, чтобы рыба плавала в одном круге, зачерпывая песок в одном месте и выплевывая его где-то в другом месте.

. Разница в том, что строители ямы выкапывают песок изнутри круга, в который они плавают, и осаждают его снаружи. Это оставляет отверстие в середине беседки с приподнятым ободом вокруг него, что делает его похожим на кратер.

Замковые строители выкапывают песок из-за пределов круга и наносят его внутрь, что создает поднятую структуру посреди беседки так, чтобы она напоминала вулкан.

Поворачивая его

«Переключатель продолжается, как только женщины становятся репродуктивно активными. Внезапно мужчины начинают выкапывать и плевать тысячи раз, чтобы построить свою структуру», – сказал Захари Джонсон, докторант-исследователь в лаборатории Стрельмана. Джонсон был соавтором нового исследования; Стрельман со-главный исследователь.

Выкапывание и плевки настолько непрекращающиеся, что двухдюймовые рыбы лопаты вверх по двум фут-широким структурам: ямные луковицы для некоторых видов, замковые луковицы для других. Разница заключается в привлечении правого помощника.

«Различные виды делают свои ямы и замки в общей местности, поэтому структуры должны быть очень конкретными, поэтому правые женские виды могут видеть:« Это тот парень, которого я хочу »по сравнению с другими парнями из других видов, которые а затем она должна выбрать конкретного парня, которого она хочет от своего собственного вида », – сказал Чинар Патил, один из первых авторов исследования и аспирант-ассистент в лаборатории Стрельмана.

Скрещивание цихлид

Для наблюдения за генами, связанными с любым из этих поведений здания, исследователи имеют пересекающиеся виды пит-здания с замковыми зданиями, чтобы сделать гибридные цихлиды, которые имеют оба набора генов. Эти гибриды доставляли счастливый сюрприз.

Гибридная рыба выполняла оба поведения аккуратно в последовательности: сначала яма, затем изготовление замка, всегда в этом порядке.

«Это потрясающе, – сказал Джонсон. «Вы можете ожидать, что гибридное поведение будет смешано или принять какую-то промежуточную форму. Вместо этого они выполняют одно видовое поведение, а затем переходят к выполнению другого видоспецифического поведения».

Bower гены активируют

Это полезно для исследования, потому что у гибридов есть одна полная копия генов из родителя ямы и одна из родителя замка. Четко разделенное поведение позволило сопоставить каждое поведение с повышенной и уменьшенной активацией в любом наборе генов в мозгу рыбы.

Исследователи Georgia Tech и Stanford смогли четко сопоставить активацию гена ямы с поведенческим режимом ямы, а также активацию гена замка с поведенческим режимом замка.

«Многие гены в копилке были отрегулированы, в то время как рыба находилась в режиме питчевания, а копия замка была активирована во время режима замка», – сказал Патил. Гены и поведение были «включены» и «настроены» в тандеме.

Разница в выражении генов ямы или замка была меньше абсолютного переключателя щелчка-clack-on-off и больше похожа на включение одного набора рычагов на аудиомикшер и настройку другого набора на доминирующий уровень .

Эволюция генного поведения

Нахождение этого исследования было большим достижением. Это почти звучит как гены, непосредственно создающие поведение, но это пока не подтверждено и, возможно, тема будущего исследования.

Тогда было такое понимание генетической эволюции, связанной с эволюцией поведения:

Пит и виды замка имеют очень похожие геномы. Когда группа секвенировала ДНК видов ямы и замка, эволюционные различия, по-видимому, лежали в регуляторных генах, и они были многими из тех же регуляторных генов, которые включаются и настраиваются для конкретного поведения строения башни, которое происходит в контексте спаривания.

      

Source link