Ученые обнаружили: самцы круглых червей хуже усваивают опыт и чаще подвергают себя опасности, чем самки. Исследование показало, что возможность спаривания улучшает их способности к обучению, а рецептор npr-5 подавляет сенсорное обучение у самцов.
Половой диморфизм проявляется в различных видах животных, особенно в различиях между самками и самцами. Например, птицы отличаются ярким оперением у самцов, а рыбы-удильщики имеют уменьшенных самцов, которые прикрепляются к телам самок. Даже простые организмы, такие как круглые черви, демонстрируют подобные различия.
Ученые из Института Вейцмана обнаружили, что самцы червей учатся на опыте хуже самок и плохо избегают опасностей. Возможность спариваться повышает их обучаемость и способность сохраняться в безопасном месте. опубликовано в журнале Nature Communications.
Круглый червь Caenorhabditis elegans — модельное существо для исследования генетических отличий между мужчинами и женщинами. Пол червя. определяется Развитие происходит исключительно под воздействием генов, без влияния гормонов. Генетически различают два пола: самок и самцов. Самки способны производить мужские половые клетки и могут как самооплодотворяться, так и спариваться с самцами.
До достижения половой зрелости черви растут подобным образом, а их скромная нервная система полностью изучена. Это позволяет использовать их в качестве подходящей модели для исследования различий между мозгами и нервными системами самцов и самок.
Круглые черви питаются бактериями. Одна из них, вредная для червей, имеет сильный запах. Ученые изучают, могут ли черви научиться обходить эту бактерию стороной.
Для выведения червей обоих полов использовалась раздельная культура и кормление вредной бактерией на начальном этапе. После этого их перемещали в среду, где выбирать Разница между токсичной и безвредной бактерией была заметна. Самки быстро обучились обходить опасную бактерию, ассоциируя ее запах с болезнью. Самцы же продолжали ее потреблять, невзирая на вред для организма. Некоторые самцы в конечном итоге научились избегать токсичной бактерии, но только после тяжелого заражения; многие погибли.
У червей два типа нейронов для обоняния: привлекательный и отталкивающий. В самках нейрон отталкивания… становился По реакции на употребление опасной бактерии более активно реагируют самки, из-за чего предпочли безопасную пищу. У самцов такого ответа не наблюдалось.
Искусственно создав самок с мужской нервной системой, исследователи зафиксировали снижение уровня обучаемости у них.
Для того чтобы самцы избегали вредных бактерий, пришлось изменять не только их нервную систему, но и пищеварительную. Это свидетельствует о взаимосвязи систем, возможно, через подавляющие обучение нейропептиды.
В самцах, освоивших обход опасных бактерий, снижалась активность рецептора npr-5. Генно модифицированные самцы без этого рецептора усвоили информацию о бактериях. Возврат npr-5 в сенсорные нейроны лишил их этой возможности. Ученые сделали вывод: npr-5… подавляет Улучшение способности к обучению наблюдалось у самцов после того, как им разрешили спариваться с самками.
Мы знаем, что самцы червей бросают еду в поисках партнера. Возможно, стремление к размножению пересиливает другие эволюционные давления, например, необходимость избегать опасности. Рецептор, который мы идентифицировали, отвечает за то, что самцы ставят размножение выше обучения на опыте в процессе принятия решений, предполагает доктор Мейталь Орен-Суисса. Meital Oren-Suissa), руководитель лаборатории, проводящей исследование.