Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
С. Петранек
«Как мы будем жить на Марсе». Глава из книги


М. Кронгауз
«Русский язык на грани нервного срыва. 3D». Главы из книги


Р. Фишман
Генри Сегерман и его математические этюды


Б. Штерн
Ближайшие пригодные для жизни экзопланеты: где они, как их можно наблюдать и как их достичь


Р. Фишман
Истории мутантов: гомеозисные гены


С. Мац
Искривленное зеркало


Л. Полищук
Почему вымерли мамонты и гибнут сайгаки: история о вкладах


В. Кузык
Нос на батарейках


Д. Мамонтов
Взглянуть инопланетянам в глаза


А. Бердников
Машинная точность







Главная / Новости науки версия для печати

Отвергнутые самками самцы мух ищут утешения в алкоголе


Михаил Шемякин «Алкоголизм»

«Алкоголизм». Одна из фигур скульптурной композиции Михаила Шемякина «Дети — жертвы пороков взрослых» (Москва, Болотная площадь). Изображение с сайта ru.wikipedia.org

Сплошь да рядом приходится видеть печальную картину: люди, потерпевшие неудачу в любви, топят свое горе на дне бутылки. Однако, как выяснилось, такое поведение характерно не только для человека. Эксперименты американских биологов показали, что сходная картина наблюдается и у мух: самцы дрозофилы, чьи ухаживания за представительницей прекрасного пола не увенчались успехом, показывают повышенное влечение к алкоголю по сравнению со своими более удачливыми товарищами. Данное исследование раскрывает некоторые фундаментальные механизмы работы системы внутреннего подкрепления.

Продолжим весеннюю серию научных статей о любви — точнее, о перипетиях межполовых отношений, а также трудностях полового и вегетативного размножения (см.: Брачная песня дрозофилы запускает экспрессию генов иммунной защиты, «Элементы», 14.03.2012; Самки гелад избавляются от нежелательной беременности, «Элементы», 13.03.2012; Австралийские биологи открыли дополнительный способ размножения кораллов, «Элементы», 06.03.2012). В данном случае в центре нашего внимания окажутся мухи, алкоголь и система внутреннего вознаграждения.

Система вознаграждения (см. Reward system) — это совокупность структур нервной системы, регулирующая поведение с помощью нейромедиаторного вознаграждения в ответ на «правильные» действия. Система эта работает так, чтобы поощрять поведение, способствующее выживанию особи и поддержанию вида, — например, поиск пищи, секс и социальные контакты. Наркотики «обманывают» эту систему, поскольку выдают поощрение «за просто так», то есть тогда, когда необходимые действия (например, поиск самки и сексуальный контакт с ней), не были осуществлены. Подобный «самообман» не проходит для организма даром: частое употребление наркотиков приводит к привыканию и тяжелым нарушениям системы вознаграждения.

Некоторые аспекты искусственного, наркотического вознаграждения и его влияния на поведение можно смоделировать на животных — в том числе на дрозофилах. Именно этим занялась группа американских исследователей под началом Ульрике Хеберляйн (Ulrike Heberlein).

Для своих экспериментов ученые разделили самцов дрозофилы на две группы. Первая — группа «одиноких неудачников» — представляла собой наихудший вариант жизненного пути самца. Этих несчастных насекомых держали в одиночестве, а затем предоставляли возможность встретиться только с уже оплодотворенными самками, отвергающими мужские ухаживания. Четыре дня подобного издевательства (каждый день у мух проходило три неудачных свидания) заставляли бедных самцов совершенно разочароваться в женском поле. Даже если такой самец встречался с девственной самкой, готовой к копуляции, он обычно не предпринимал попыток ухаживания.

Cамцы из второй группы (назовем их «сгруппированными счастливчиками»), напротив, попали в «мужской мушиный рай». Этих самцов держали в группе по четыре и в течение четырех дней по шесть часов каждый день позволяли общаться с готовыми к копуляции девственными самками, причем на четырех самцов приходилось двадцать самок.

После приобретения столь разного жизненного опыта самцов проверяли на привыкание к алкоголю. Для этого им в течение нескольких дней предлагали два варианта пищи — содержащей или не содержащей 15-процентный спирт. Результаты эксперимента сильно отличались для двух групп: у отвергаемых самками самцов индекс предпочтения алкоголя (по которому оценивают возникшую зависимость) был значительно выше (рис. 1, A).

Различия в индексе предпочтения алкоголя у разных групп самцов

Рис. 1. Различия в индексе предпочтения алкоголя (Preference Index) для «одиноких неудачников» (Rejected-isolated), «сгруппированных счастливчиков» (Mated-grouped), «сгруппированных девственников» (Virgin-grouped), самцов, пытавшихся спариться с обезглавленной самкой (Trained with decapitated virgins), и самцов, которые вначале подверглись сексуальной депривации, но затем всё же получили возможность спариться (Rejected, then mated). По горизонтальной оси время в днях. Изображение из обсуждаемой статьи в Science

Чтобы подробнее изучить, каким образом сексуальная депривация влияет на развитие алкоголизма, исследователи провели еще серию экспериментов: оставили самцов девственниками (рис. 1, B), заставили их ухаживать за обезглавленными самками (в этих душераздирающих условиях ухаживание самца по понятным причинам не отвергается, но редко приводит к копуляции) (рис. 1, C) и, наконец, позволили им всё же спариться с самкой после нескольких неудач (рис. 1, D). Все полученные результаты свидетельствовали о том, что нарушения в сексуальной сфере ведут к повышению индекса предпочтения алкоголя, а восстановление нормальной сексуальной активности этот индекс значительно понижает. Причем, судя по всему, алкоголизм развивается именно из-за отсутствия секса как такового, а не от переживаний из-за того, что самка отвергла самца (потому что иначе у неопытных девственников и неотверженных обезглавленными самками самцов скорость и сила привыкания к алкоголю не отличались бы от контроля).

Теперь пришло время изучить нейрохимические основы полученных закономерностей. Для этого исследователи сосредоточились на нейропептиде F (NPF) — мушином гомологе человеческого нейропептида Y (см. neuropeptide Y), который, помимо прочих своих функций, влияет на чувствительность к алкоголю, его потребление и другие связанные с ним аспекты поведения. Влияние это пока недостаточно изучено, однако совершенно явно существует.

Для начала исследователи просто посмотрели, как отличаются уровни нейропептида F у трех групп самцов — «одиноких неудачников», «сгруппированных счастливчиков» и «сгруппированных девственников». Уровень NPF оказался наименьшим у неудачников, средним у девственников и наибольшим у счастливчиков (рис. 2). То есть нарушения в сексуальной сфере ведут к понижению уровня этого пептида.

Различия в уровне транскрипции нейропептида F у разных групп самцов

Рис. 2. Различия в уровне транскрипции нейропептида F (Relative NPF transcript levels) у «неудачников» (rejected), девственников (virgins) и «счастливчиков» (mated). Изображение из обсуждаемой статьи в Science

Исследователи предположили, что изменение в уровне нейропептида F отражает состояние мушиной системы вознаграждения. Допустим, пониженный уровень NPF заставляет мух искать вознаграждение — естественное (сексуальное удовлетворение) или искусственное (алкоголь). Удачное спаривание повышает уровень NPF и уменьшает поиски вознаграждения. В случае же неудачи на любовном фронте бедной мухе в качестве вознаграждения остается только алкоголь.

На основе данной модели можно сделать несколько важных предсказаний. Во-первых, то, что и спаривание, и потребление алкоголя активируют систему вознаграждения, то есть, можно сказать, «вознаграждаются». Во-вторых, то, что активация системы NPF-NPFR (NPFR — это рецептор NPF) тоже вознаграждается сама по себе, без сторонних вмешательств. И, наконец, в-третьих, что искусственное повышение уровня NPF приведет к ослаблению алкогольно-поискового поведения. Осталось доказать правильность этих предположений.

Если сексуальный успех, активация системы NPF-NPFR и потребление алкоголя вознаграждаются (или — для многих более привычный термин — подкрепляются), то на их основе можно выработать условный рефлекс — то есть заставить мух полюбить некий нейтральный стимул, если он будет проассоциирован с вознаграждаемым событием. Для этого исследователи проводили каждое из событий — спаривание, активацию NPF-NPFR-системы и потребление мухами алкоголя — в присутствии нейтрального запаха, а затем проверяли, предпочитают ли мухи этот запах другому — такому же нейтральному — в отсутствие самок, активации NPF-NPFR и алкоголя (разумеется, эксперименты для каждого из событий проводились по отдельности и на разных самцах). Результаты подтвердили первоначальные предположения: и спаривание, и потребление алкоголя, и активация NPF-NPFR являются вознаграждаемыми событиями.

Оставалось проверить, уменьшается ли мушиное влечение к алкоголю при искусственной активации NPF-NPFR-системы. Это исследователям удалось показать с помощью кропотливых генетических манипуляций. Кроме того, ученые обнаружили, что потребление алкоголя повышает уровень NPF, что отлично согласуется с предложенной ими моделью.

Однако хотелось бы отметить одну деталь. Естественная пища дрозофил — гниющие, перебродившие фрукты, которые сами по себе содержат некоторый процент этанола. То есть эти мухи, в каком-то смысле, страдают хроническим алкоголизмом. Поэтому результаты, полученные в данной работе, могут не подтвердиться на других группах животных, ведущих более трезвый образ жизни.

Итак, авторам удалось серьезно расширить представления о функциях нейропептида F, а также выяснить некоторые нейрохимические закономерности, заставляющие сексуально неудовлетворенных самцов мух искать утешения в алкоголе. Вполне возможно, что исследователи «зацепили» базовый механизм, характерный не только для мух, но и других групп животных, который связывает социальный опыт и склонность к наркотической зависимости. Так и хочется сразу провести множество параллелей и сказать, что влечение к этанолу при неудачах в любви — это фундаментальное свойство всего живого. Но мы не ступим на этот скользкий путь. Полученные данные говорят только о том, что при невозможности получить подкрепление одним способом мухи выбирают другой. Но если у бедных дрозофил арсенал подкрепляемых действий довольно скуден, то у людей выбор гораздо больше — мы можем получать удовольствие от работы, спорта, общения и многого другого. А значит, у нас есть гораздо больше способов справиться с любовными неудачами.

Источник: G. Shohat-Ophir, K. R. Kaun, R. Azanchi, U. Heberlein. Sexual Deprivation Increases Ethanol Intake in Drosophila // Science. 16 March 2012. V. 335. № 6074. Pp. 1351–1355.

См. также:
Нейрохимические основы поискового поведения сходны у пчел и млекопитающих, «Элементы», 15.03.2012.

Вера Башмакова


Комментарии (45)



Последние новости: НейробиологияМолекулярная биологияЭтологияПсихологияВера Башмакова

26.08
Расшифрована структура комплекса I дыхательной цепи митохондрий быка
15.07
Самки синиц поют при появлении хищника
4.07
Песня большеклювой камышевки имеет строго упорядоченную структуру
28.06
Подростки лучше учатся на положительном опыте, чем на отрицательном
27.06
Незамысловатая песня помогает птицам избегать хищников
22.06
Рыбки-брызгуны хорошо различают человеческие лица
10.06
Удалось выяснить, почему рак может уснуть и проснуться через много лет
19.04
Птицы учатся строить гнезда у своих знакомых
12.04
Рибоза и другие сахара могут синтезироваться в частицах межзвездного льда под действием ультрафиолетового излучения
11.04
Самцы стрекоз, активно ухаживающие за самками, живут меньше

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия