Биологи открыли ген, который может определять «хороших» и «плохих» отцов.
Большинство млекопитающих растут в семьях с одним родителем. По оценкам, более 95 процентов из почти 6 тысяч известных видов млекопитающих полагаются почти исключительно на матерей в воспитании и выращивании своего потомства. Но даже когда отцы присутствуют, это не всегда проходит гладко. Отцовство может варьироваться от внимательного и заботливого до откровенно насильственного поведения — но почему существует такой спектр, остаётся во многом загадкой для эволюционных биологов.
Возьмём, к примеру, африканскую полосатую мышь (Rhabdomys pumilio). Самцы могут по-разному реагировать на своё потомство после того, как становятся отцами. Особенно заботливые мыши-папы будут ухаживать за своими детёнышами и даже утеплять их своим животом от непогоды. Тем временем другие отцы могут игнорировать более слабых детёнышей в помёте или причинять им вред.
Хотя это упрощённый пример, полосатая мышь может служить заменой другим млекопитающим, включая человека. Зная это, исследователи из Принстонского университета недавно изучили неврологические основы отцовства у грызунов. Их новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature, показывает, что определённая молекулярная группа внутри мозга может в значительной степени определять, как отцы реагируют на своё потомство.
Чтобы узнать больше, команда зафиксировала нейронную активность самцов полосатых мышей, когда они оказывались в различных ситуациях как с детёнышами, так и без них. Вскоре они заметили, что нейронная активность в медиальной преоптической области мозга (MPOA) увеличивалась всякий раз, когда самцы сталкивались с молодыми мышами. Однако эти всплески MPOA не были равномерными. Более высокая активность в этой области соответствовала заботливости, в то время как более низкие показатели совпадали с враждебностью. Хотя это не первый раз, когда биологи отметили связь MPOA с родительским поведением, прошлые исследования в основном связывали её с самками грызунов после того, как они становились матерями.
«Но в случае этих самцов не беременность и даже не отцовство трансформируют их мозг», — сказал Форрест Роджерс, нейробиолог и соавтор исследования. «Холостяки могут быть столь же способны заботиться, как и опытные отцы».
Роджерс и его коллеги заметили, что MPOA — не единственная область, связанная с родительским поведением. Удивительно, но у более заботливых мышей-пап также наблюдался более низкий уровень гена под названием Agouti. Этот ген обычно известен своим влиянием на метаболизм и пигментацию кожи, а не на отцовство.
«Обнаружение этой ранее неизвестной роли в мозге для родительского поведения было захватывающим», — сказал Роджерс.
После обнаружения этой новой связи исследователи захотели узнать, какие условия влияют на экспрессию гена Agouti в MPOA. Вопреки тому, что можно было бы предположить, они обнаружили, что у одиноких самцов уровень Agouti был низким по сравнению с самцами, жившими в группах. Особенно высокие уровни также иногда заглушали нейронную активность в MPOA.
Искусственное повышение уровня Agouti с помощью генной терапии также подтвердило эти наблюдения. Самцы мышей, которые ранее проявляли заботу, становились менее заинтересованными или даже агрессивными по отношению к детёнышам, если у них вырабатывалось больше Agouti. В качестве средства исправления команда позже переселила некоторых из этих самцов из общих условий жизни в одиночные. Это естественным образом снизило уровень Agouti, снова сделав их более заинтересованными в мышатах.
«Наши результаты указывают на Agouti как на потенциальный эволюционный механизм, который позволяет животным интегрировать информацию об окружающей среде, такую как социальная конкуренция или плотность популяции, и регулировать баланс между самосохранением и инвестициями в потомство», — добавила соавтор исследования и нейробиолог Кэтрин Пенья.
Форрест, Пенья и их сотрудники по-прежнему заинтересованы в изучении того, какие конкретные факторы окружающей среды могут влиять на уровни Agouti у млекопитающих, таких как полосатые мыши и люди. В то же время они предостерегают от рассмотрения своих выводов как универсального решения для родительского поведения. Вместо этого они надеются помочь другим исследователям выявить факторы, которые могут способствовать повышению риска таких проблем, как пренебрежение или жестокое обращение со стороны отцов.
«Родительское поведение — это сложная черта. Мы не предлагаем, что можно принять таблетку, чтобы стать лучшим родителем, или что проблемы с родительским поведением отражают некоторую молекулярную недостаточность», — сказала Пенья.