Исследовательское поведение является одной из фундаментальных черт животных, что, помимо прочего, влияет на вероятность их выживания. Например, любопытные особи могут заселять необычные участки среды обитания по сравнению с более осторожными сородичами. Однако при этом они подвергают себя большему риску быть обнаруженными и съеденными, сообщает Базельский университет. Исследование опубликовано в журнале Science.
Цихлиды африканского озера Танганьика отличаются необычайным разнообразием форм, рациона, мест обитания и окраски. Это позволяет им занимать различные экологические ниши и, следовательно, меньше конкурировать друг с другом. Учёные давно подозревали, что любопытство также является движущей силой в формировании новых видов и, следовательно, биоразнообразия. Исследовательская группа под руководством профессора Вальтера Зальцбургера из Базельского университета на примере чрезвычайно разнообразных цихлид озера Танганьика изучает роль поведенческих различий в адаптации к различным экологическим нишам.
В течение 9 месяцев автор исследования доктор Каролин Зоммер-Трембо регистрировала «любопытство» 57 различных видов цихлид на южном берегу озера Танганьика в Замбии. Для этого зоолог сделала видеозаписи того, как 700 особей, пойманных в озере, вели себя в новой среде в виде больших экспериментальных прудов. Затем она выпустила животных обратно в дикую природу.
Вернувшись в Базель, Зоммер-Трембо использовала эти видеозаписи, чтобы определить, какие участки экспериментального пруда каждая рыба исследовала в течение 15 минут. «Между видами цихлид наблюдались значительные различия в исследовательском поведении, которые подтвердились и в лабораторных условиях», — говорит эволюционный биолог. Детальный анализ данных выявил сильную корреляцию между поведением, средой обитания и формой тела соответствующих видов. Например, особи, живущие у берегов и имеющие объемную форму тела, более любопытны, чем вытянутые виды, живущие в открытой воде. Это возвращает внимание к поведению животных как движущей силе ключевых эволюционных процессов.
Чтобы изучить генетическую основу наблюдаемых поведенческих различий у цихлид, исследовательская группа разработала новый метод анализа существующих геномов, который позволил сравнить данные по разным видам.
Используя новый метод, учёные выявили генетический вариант в геноме цихлид, который показал почти идеальную корреляцию с исследовательским поведением: виды с буквой «Т»в конкретной позиции в ДНК любопытны, в то время как виды с буквой «С» менее исследовательские.
Когда ученые использовали «генетические ножницы» CRISPR-Cas9, чтобы вызвать целевые мутации в соответствующей области генома, поведение рыб изменилось — они стали более любопытными. Более того, команда смогла использовать искусственный интеллект и информацию о генетическом варианте, строении тела и среде обитания, чтобы предсказать поведение цихлид.
Выявленный генетический вариант расположен в непосредственной близости от гена cacng5b, который проявляет активность в мозге. Это «рыбья» версия гена, который встречается и у других позвоночных. Например, человеческий вариант связан с психиатрическими заболеваниями, такими как шизофрения и биполярные расстройства, которые, в свою очередь, могут коррелировать с расстройствами личности.
«Нас интересует, как черты личности могут влиять на механизмы биоразнообразия в животном мире. Но кто знает, возможно, в конечном итоге мы узнаем что-то и об основах нашей собственной личности», — говорит Соммер-Трембо.
[Фото: University of Basel, Adrian Indermaur]
