Мангустам-сторожам досталось больше всего ласки
Мангусты не забывают, что другие особи помогали им, и способны оказать ответную услугу спустя какое-то время. В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые рассказали, что карликовые мангусты, которые следили за безопасностью своей группы в течение дня, получали от остальных особей продолжительный груминг в конце дня, причем его длительность зависела от того, сколько времени животные потратили на охрану.
Карликовые мангусты (Helogale parvula) живут в постоянных группах, состоящих из доминантной пары и нескольких подчиненных особей обоих полов. В дневное время мангусты в основном заняты поисками еды — они выкапывают червяков, ищут жуков и термитов, и поддерживают связь с группой, регулярно перекликаясь. Некоторые особи выполняют при этом роль охранников — они занимают возвышение и оттуда осматривают территорию, а в случае приближения хищника издают тревожный крик. Охраной занимаются по очереди все подчиненные особи группы, периодически сменяя друг друга. В конце дня, после возвращения в свое убежище, мангусты занимаются взаимным грумингом. Уход за шерстью несет как гигиенические функции, так и социальные — груминг снижает тревожность и помогает устанавливать и поддерживать социальные связи в группе. Однако, до сих пор оставалось неясным, от чего зависит время груминга для каждого отдельно взятого мангуста.
Джули Керн (Julie M. Kern) и Эндрю Рэдфорд (Andrew N. Radford) из Бристольского университета изучили дикую популяцию карликовых мангустов в Южной Африке. Исследователи собрали поведенческие данные для 12 групп мангустов, привыкших к присутствию человека. Оказалось, что чем больше времени мангуст потратил, охраняя покой своей группы, тем пропорционально больше времени остальные члены группы потратят на его груминг, когда они вернутся в свое убежище.
Чтобы проверить достоверность связи между продолжительностью охраны группы и полученного груминга, исследователи провели эксперимент. Для каждого из 12 выбранных мангустов была сделана пара аудиозаписей — в одной были записаны его сигналы тревоги, в другой — сигналы, издаваемые во время кормления. В каждом сеансе в течении трех часов периодически проигрывали одну из аудиозаписей выбранного мангуста. Сеансы проводили по одному в день, проигрывая все аудиотреки по очереди. Затем, когда группа возвращалась в убежище, исследователи следили за участниками груминга и его продолжительностью. Из этих данных стало окончательно ясно, что особь, чьи сигналы тревоги слышала группа во время кормления в течение дня, получала больше груминга от группы, чем та же особь, если воспроизводились только ее позывные крики и чем контрольная особь, чьи записи не воспроизводили вообще. При этом общее время груминга увеличивалось за счет количества подходов, а не продолжительности каждого из них.
Наблюдения указывают на то, что груминг может быть вознаграждением за охранные услуги, причем вознаграждение в виде груминга было получено охранниками не сразу после выполнения работы, а уже в конце дня, когда мангусты возвратились в свое убежище. Стоит отметить, что продолжительность груминга была связанно с количеством времени, проведенном на охранном посту, а не с тем, кто сторожил последним. Таким образом, ученые пришли к выводу, что остальные члены группы помнили, кто сколько охранял и поощряли сторожей в соответствии с этим. Особи, внесшие больший вклад в охрану всей группы, приобретали более высокое социальное положение в группе. Эти уникальные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что мангусты могут помнить о недавней услуге, чтобы ответить на нее взаимностью.
Кооперация может приобретать у животных различные формы, о которых можно прочитать в нашем материале «КООП.Природа ».
Александра Кочеткова
Ученые впервые вызвали партеногенез геномным редактированием
Генетики из американских и британских университетов обнаружили, какие гены отвечают за факультативный партеногенез у дрозофил. Они внесли точечные изменения в мушиные гены, влияющие на текучесть мембран (Desat2), образование центриолей (Polo) и скорость пролиферации (Myc). Мухи-самки из созданной генетической линии успешно вступали в половое размножение, но были при этом способны к партеногенезу как минимум на протяжении двух поколений. Исследование опубликовано в журнале Current Biology. Партеногенез — развитие живых организмов из неоплодотворенной яйцеклетки — широко распространен среди животных. На филогенетическом древе чисто партеногенетические виды нередко соседствуют с практикующими «обычное» половое размножение. Иногда и вовсе удается описать спорадические случаи появления партеногенеза у отдельных представителей непартеногенетических видов. Следовательно, генетическая подоплека партеногенеза может возникать быстро по эволюционным меркам и должна быть в этом случае относительно несложной. Но конкретные молекулярные механизмы партеногенеза часто остаются нерасшифрованными. У мух, неспособных к партеногенезу, яйцо приостанавливается на стадии метафазы I мейоза, а дальнейшее развитие (завершение деления, отделение полярных телец и дальнейшие митотические деления) продолжается лишь после оплодотворения. Но встречаются и факультативно партеногенетические линии, в которых партеногенетические потомки составляют от десятых долей до десяти процентов популяции. Доктор Алексис Сперлинг (Alexis L. Sperling) из Кембриджского Университета с коллегами из американских университетов Мемфиса и Калифорнийского технологического исследовала механизм возникновения факультативного партеногенеза у мух вида Drosophila mercatorum. Генетики отобрали и секвенировали геномы и транскриптомы факультативно и облигатно партеногенетических штаммов D. mercatorum и сопоставили их между собой. При партеногенезе была изменена экспрессия 44 генов, связанных в основном с формированием центриолей и регуляцией клеточного цикла. Несмотря на то, что предки D. mercatorum и более изученной D. melanogaster разошлись более 40 миллионов лет назад, данные сравнительной геномики позволяют воссоздавать на более известном модельном объекте изменения, обнаруженные в геноме менее известного. Ученые воссоздали у D. melanogaster выявленные изменения активности генов, прибегая к CRISPR-редактированию генома, дупликациям генов, введению в геном генов антисмысловых РНК или энхансерных последовательностей. Самый высокий уровень партеногенеза был зарегистрирован в группах трансгенных D. melanogaster, у которых была повышена активность генов Polo (регулятор образования центриолей) или Myc (регулятор клеточного цикла), либо понижена активность генов Slmb (убиквитиновая лигаза, способствующая деградации Myc) и Desat2 (фермент, синтезирующий ненасыщенные жирные кислоты и регулирующий текучесть мембран). У каждого третьего облигатно партеногенетического яйца D. mercatorum полярные тельца или женские пронуклеусы вступали в митотические деления, давая начало эмбрионам (такая же картина наблюдалась в каждом восьмом случае факультативно партеногенетических линий). Количество полярных телец, способных спонтанно вступать в митоз (и тем самым формировать эмбрион) повышалось при повышении активности генов Myc и Polo. При этом многие мухи из партеногенетических линий после целлюляризации становятся недиплоидными (чаще всего, триплоидными) из-за нарушения образования веретена деления. Ученые получили 21 тысячу мух-самок D. melanogaster, гомозиготных по мутантным аллелям генов Polo, Myc и Desat2, и содержали их в отсутствии самцов. В общей сложности самки дали 143 взрослых потомка (в среднем 0,7 потомка на 100 мух), а у тех, в свою очередь, появилось два партеногенетических взрослых потомка второго поколения (1,4 процента от численности предыдущего поколения). Таким образом, линия животных, способных к партеногенезу на протяжении нескольких поколений, была впервые получена при помощи геномного редактирования. На основании полученных данных авторы предполагают следующий механизм факультативного партеногенеза. Повышение текучести мембран (цитоплазматической и мембраны эндоплазматического ретикулума) влияет на формирование центра организации микротрубочек и, следовательно, веретена деления. Его образование упрощает вступление в митоз. Такие изменения могли стать эволюционно выгодным приобретением при расселении мух в более холодные регионы (повышение текучести мембран, связанное со снижением активности десатураз, улучшает выживаемость мух при низких температурах). Впрочем, детали возникновения партеногенетических линий мух пока не до конца изучены — судя по диспропорции между небольшими изменениями в геноме и выраженным транскриптомным изменениями, часть изменений у партеногенетических D. mercatorum может носить эпигенетический характер (важность эпигенома для партеногенеза ранее была показана в эксперименте на мышах). О медийной шумихе вокруг возможности партеногенеза у человека и о генетических предпосылках к нему читайте в нашем материале «Половинка себя».