Общительные сурки прожили меньше одиночек
Общительные желтобрюхие сурки (Marmota flaviventris) живут меньше, чем их «нелюдимые» собратья, говорится в статье, опубликованной в Proceedings of the Royal Society B. Это отличает их от большинства общественных видов млекопитающих, у которых тесные социальные связи связаны с бóльшей продолжительностью жизни.
Исследователи неоднократно показывали (1, 2), что тесные социальные взаимодействия как в человеческих, так и в животных сообществах связаны с улучшением состояния здоровья и увеличением продолжительности жизни. Например, самки плащеносного павиана, которые поддерживают с другими самками более тесные социальные связи, живут дольше. Также ученые выявили взаимосвязь между количеством социальных связей и увеличением продолжительности жизни у скалистых даманов и снежных баранов, а у общительных молодых самцов дельфинов-афалин увеличивается выживаемость.
Однако некоторые животные могут жить как в группах, так и поодиночке, не устанавливая социальные связи. Один из таких примеров — желтобрюхий сурок, Marmota flaviventris. Эти млекопитающие обитают в гористых районах Канады и США. Сурки обитают в норах, где спят зимой и выводят потомство летом. Они могут жить как колониями по 10-20 особей, состоящими только из самок и их потомства, так и в гаремах (самец и две-три самки), парами, и даже поодиночке.
Авторы исследования под руководством профессора Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Дэниела Блюмштайна (Daniel Blumstein) решили исследовать желтобрюхих сурков, как пример факультативно социального вида, и выяснить, связана ли общительность этих животных с их продолжительностью жизни. Ученые выбрали этот вид сурков, потому что они ведут дневной образ жизни, за ними легко наблюдать, ловить и помечать каждое животное. Так как в сообществах сурков остаются самки, а самцы покидают родительскую колонию, исследователи сосредоточились на наблюдении за самками.
Ученые проводили полевые исследования с 2002 по 2015 годы в окрестностях Биологической лаборатории Скалистых гор в штате Колорадо. Они изучили 11 колоний, которые в разные годы состояли от одной до 24 особей. Всего авторы статьи пронаблюдали 5639 социальных взаимодействий между 247 самками разного возраста. Наблюдения велись с середины апреля по середину октября, в периоды наибольшей активности животных — утром и перед закатом. В этот период сурков каждые две недели ловили и рисовали им на шкурке индивидуальную пометку. Если животное ловили впервые, исследователи считали, что это детеныш прошлого года. Умершим животное считали, если его не видели ни разу в течение полевого сезона. Ученые наблюдали за жизнью сурков с расстояния 20-150 метров и фиксировали их социальные взаимодействия: с кем они играли, занимались грумингом или просто сидели рядом, к каким особям животные протаптывали короткие пути, как общались между собой соседи той или иной особи. Всего исследователи проследили за 11 характеристиками «социальной сети» сурков.
Оказалось, что девять из 11 характеристик показывали отрицательную корреляцию с продолжительностью жизни сурков. Самки, которые ближе взаимодействовали с другими членами колонии и чьи соседи были более дружелюбны друг к другу жили меньше, чем особи-интроверты. Исследователи признают, что их результаты противоречат исследованиям других социальных животных, в которых установлена связь между большим числом «дружеских» связей и увеличением продолжительности жизни. В то же время они замечают, что данные согласуются с их предыдущими исследованиями, в которых они показали, что более общительные самки приносят меньше потомства и чаще умирают в течение зимы. Возможно, заключают авторы статьи, связь между общительностью и продолжительностью жизни у облигатно и факультативно социальных видов не обязательно должна быть одинаковой.
В одной из предыдущих работ исследователи выяснили, что у сурков-интровертов есть еще одно преимущество: они чаще общительных замечают хищников и подают сигнал тревоги.
Это произошло после формирования нейронной связи между клетками циркадных часов и Dh44-нейронами
Биологи определили момент, в который циркадные часы начинают управлять циклами сна и бодрствования у личинок плодовых мушек. Оказалось, это происходит в начале третьего дня развития под влиянием новой связи между нейронами циркадных часов и клетками Dh44, которые контролируют бодрствование личинок. Кроме того, после формирования этой связи у личинок появилась долгосрочная память. Исследование опубликовано в журнале Science Advances. Циркадные ритмы у многих видов формируются еще на самых ранних этапах развития. Так, например, у млекопитающих клетки супрахиазматического ядра детеныша синхронизируют свою ритмическую активность еще во время беременности. Однако многие матери новорожденных могут подтвердить, что дети в этом возрасте редко спят ночью и бодрствуют днем — в основном их сон равномерно распределен по суткам. Исследования подтверждают, что циклы сна и бодрствования у младенцев чаще всего появляются от трех до двенадцати месяцев. До сих пор не было понятно, почему, несмотря на работу клеток циркадных часов, циклы сна и бодрствования формируются довольно поздно и как этот процесс влияет на другие функции мозга — например, долговременную память. Исследователи из университета Пенсильвании под руководством Эми По (Amy R. Poe) изучили аналогичный процесс на дрозофилах. Биологи отследили момент, в который у личинок мушек появляются циклы сна и бодрствования — это произошло в начале третьего дня развития. Чтобы понять, что именно происходит с циркадными ритмами в этот момент, исследователи изучили активность нейронов мозга у личинок. Прежде всего они проверили нейроны, которые производят нейропептид Dh44, поскольку они расположены в области циркадных часов у взрослых мушек.Для этого они создали трансгенных насекомых, у которых эти клетки синтезировали теплочувствительный ионный канал. Таким образом, когда личинок помещали в теплую среду, в Dh44-нейронах начинался ионный ток и те активировались. Оказалось, что эти клетки действительно участвуют в регуляции циклов сна: после их активации личинки на второй стадии меньше спали в течение суток (p < 0,0001). Тогда исследователи решили изучить, как активность этих клеток меняется при переходе со второй стадии личинок на третью — в момент появления ритмов сна. Оказалось, активность Dh44 не отличается на первой и второй стадии, но снижается в начале третьей. Это согласовывалось и с повышенным количеством сна у личинок в этот день: активность нейронов снизилась и они перестали оказывать свое бодрящее действие на личинок. Биологи предположили, что в этот момент Dh44-нейроны связываются с клетками, которые задают общий циркадный ритм организму мушек. Для этого они отследили нейронные связи этого мозгового центра. И действительно, при переходе со второй стадии на третью Dh44-нейроны сформировали связь с одной из клеток часов — DN1a. Ученые также подтвердили, что активация DN1a действительно «включает» Dh44 и увеличивает длительность бодрствования у личинок. Тогда исследователи решили проверить, как появление связи циркадных ритмов с циклами сна и бодрствования влияет на другие процессы в мозге насекомых. Зная, что переход памяти из кратковременной в долговременную происходят во время сна, биологи протестировали оба типа памяти у животных. Для этого они использовали стандартный для таких задач тест — проверяли, как личинки запоминают отвратительные запахи. И на второй, и на третьей стадии личинки одинаково хорошо проходили тесты на кратковременную память, а вот долговременная память появилась лишь при переходе между ними. При этом активация Dh44-нейронов, которые снижали количество сна у личинок, нарушала процессы долговременной памяти. Так, биологи не только в подробностях описали, как клетки циркадного ритма начинают контролировать циклы сна и бодрствования, но и показали, что этот процесс очень важен для развития таких сложных когнитивных функций как долговременная память. Сон и память действительно тесно связаны — депривация сна способна даже стирать воспоминания. Недавно мы писали об исследовании, в котором такие воспоминания удалось восстановить у мышей.