Городской шум снизил стресс во время размножения у зебровых амадин
Британские ученые обнаружили, что звуки города снижают концентрацию гормонов стресса в крови зебровых амадин. При этом на эффективность размножения шум повлиял несущественно: под его действием лишь незначительно повысилась смертность потомства, и птенцы стали рождаться более легкими. Авторы работы полагают, что хронический стресс нарушает работу гормональной системы птиц, однако отдаленные последствия этого еще предстоит оценить. Исследование опубликовано в журнале Conservation Physiology.
Исследования того, как влияет на жизнь птиц звуковое загрязнение среды, проводились уже неоднократно, и большинство ученых приходят к выводу, что оно не проходит для животных незамеченным. Часто, например, повышенная громкость шума приводит к тому, что птицы и сами поют громче — чтобы наверняка докричаться до своего партнера или птенца. Кроме того, городской шум может подвергать животных опасности, заглушая сигналы тревоги, которые подают сородичи. Некоторые же птицы и вовсе глохнут и становятся агрессивными.
Известно также, что жизнь в условиях постоянного шума подвергает птиц стрессу. У них в крови растет концентрация кортикостерона — гормона надпочечников, который отвечает за стресс-реакцию. В итоге многие птицы приносят меньше потомства, которое они хуже выкармливают, и поэтому птенцы растут медленнее. В некоторых исследованиях даже обнаружилось, что под действием стресса самки реже взаимодействуют со своим партнером, поэтому растет число внебрачных птенцов.
Сью Золлингер (Sue Zollinger) и ее коллеги из Городского университета Манчестера предположили, что зебровые амадины также страдают от постоянного шума в городских условиях. Они отобрали для своего эксперимента 88 птиц, которых держали в 6 вольерах с избытком еды, воды и материала для строительства гнезд.
Половина вольеров служила контролем, а в другой половине исследователи включали звуки города, записанные на улицах Мюнхена. Днем птицы слушали дневной шум — крики, сирены, шум машин, разговоры людей, а ночью — ночной, более мягкий, без громких звуков. В этих условиях птицы образовали пары, отложили яйца и вывели птенцов, после чего вольеры поменяли местами: контрольные амадины начали слушать шум, а экспериментальные остались в тишине.
Ученые рассчитывали обнаружить у птиц типичную реакцию на стресс: повышенные уровни кортикостерона, ослабление иммунного ответа (снижение числа иммунных клеток в крови) и снижение репродуктивных функций — небольшое число потомства, повышенная смертность и, возможно, более частые внебрачные связи.
Однако результаты не подтвердили их гипотезу. Соотношение клеток в крови осталось неизменным, частота внебрачных птенцов тоже не изменилась. Исследователи обнаружили тенденцию к повышению смертности среди потомства, хотя отличия от контрольной группы были несущественными. Птенцы в условиях городского шума рождались более легкими, однако позже набирали вес и догоняли сверстников из контрольной группы.
Не оправдались ожидания ученых и в отношении кортикостерона. У контрольной группы его концентрация повысилась в период размножения, а у экспериментальной осталась низкой в течение всего репродуктивного цикла. Можно было бы предположить, что городской шум успокаивает птиц, однако исследователи пришли к противоположным выводам. Они полагают, что постоянное воздействие стрессового фактора заставляет организм животных подавлять стресс-реакцию и тем самым разрушает систему гормональной регуляции. Отдаленные последствия этих изменений им еще предстоит оценить. В то же время, авторы работы отмечают, что для подтверждения их гипотезы необходимо подвергнуть птиц другому стрессовому фактору и проверить, нарушена ли у них реакция и на него тоже.
Раньше ученые обнаружили, что городской шум избавляет сверчков от паразитов, мешая тем услышать и отыскать свою жертву. А вот людей, как оказалось, звуки летающих дронов раздражают гораздо сильнее, чем рев автомобиля.
Полина Лосева
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.