Раки на антидепрессантах осмелели и сильнее полюбили еду
Североамериканские полосатые раки смелеют и начинают интересоваться пищей сильнее, чем сородичами, если в воду, где они живут, добавить антидепрессант циталопрам. К такому выводу пришла команда биологов в результате двухнедельного эксперимента, целью которого было оценить влияние лекарственного загрязнения на поведение раков. Исследователи предполагали, что изменившаяся активность беспозвоночных скажется на всей экосистеме, однако не нашли подтверждений данной гипотезе. Возможно, эксперимент был недостаточно продолжительным, чтобы этот эффект проявился. Результаты исследования опубликованы в журнале Ecosphere.
Загрязнение водоемов давно стало повсеместной проблемой. По вине человека в реках, озерах и морях оказываются большие объемы разнообразных химических веществ, от нефтепродуктов до удобрений. Существенную их долю составляют медицинские и ветеринарные препараты. Концентрация этих соединений в водоемах обычно очень низкая и не превышает уровня, который летален для живых организмов. Тем не менее специалисты полагают, что лекарственное загрязнение может оказывать существенное влияние на водные экосистемы.
Особенное беспокойство у специалистов вызывает загрязнение воды антидепрессантами, в частности, селективными ингибиторами обратного захвата серотонина. Дело в том, что эти вещества оказывают влияние на ряд экосистемных процессов, например, замедляют метаболизм бентосных организмов. Кроме того, они накапливаются в организмах рыб, ракообразных и других водных животных и воздействуют на многие аспекты их поведения, включая активность, кормление, избегание хищников и взаимодействие с сородичами.
Команда биологов во главе с Александром Рейзингером (Alexander J. Reisinger) из Флоридского университета решила больше узнать о том, как антидепрессанты влияют на раков. Предыдущие исследования показали, что под воздействием этих соединений у ракообразных меняется уровень агрессии. Однако в большинстве случаев подопытным беспозвоночным делали инъекции антидепрессантов. Подобный дизайн экспериментов лишь отчасти воспроизводит условия, в которых оказываются раки из водоемов, загрязненных психоактивными веществами.
Рейзингер и его коллеги применили иной подход. Они воспользовались двадцатью лабораторными установками, которые имитируют настоящие проточные водоемы. Для большей реалистичности исследователи наполнили эти искусственные ручьи грунтовыми водами, добавили в них камни и листья и дождались формирования экосистемы из водорослей, грибов и беспозвоночных. Затем установки разделили на четыре группы по пять в каждой. В искусственные ручьи из двух групп поместили по три разноразмерных самца полосатых раков (Faxonius limosus) (этот вид широко распространен в восточной части Северной Америки и завезен в Европу).
После этого в половину установок с раками и в половину установок без них добавили антидепрессант циталопрам. Концентрация этого соединения в воде составила 500 нанограммов на литр, что соответствует содержанию лекарственных веществ в загрязненных ими водоемах. Чтобы поддерживать нужную концентрацию, исследователи вносили циталопрам в искусственные ручьи через день на протяжении всех двух недель эксперимента. Кроме того, воду во всех установках обогащали смесью питательных веществ.
На тринадцатый день исследований Рейзингер с соавторами подвергли раков поведенческому тесту. Подопытных особей помещали в основание Y-образного лабиринта с двумя рукавами. В один из них подавали воду из ведра, в котором содержался другой полосатый рак, а во второй — рыбный желатин. Каждое испытание длилось десять минут, в ходе которых ученые фиксировали, как быстро раки покидают затененный участок в основании лабиринта и какой интерес проявляют к запахам сородичей и пищи.
Проанализировав полученные данные, исследователи пришли к выводу, что обработка циталопрамом значительно изменяет поведение раков. Особи из искусственных ручьев, в которые добавляли этот антидепрессант, выглядывали из укрытия в основании лабиринта и покидали его почти в два раза раньше, чем их сородичи из контрольных ручьев (39 секунд против 80 секунд для выглядывания и 67 секунд против 119 секунд для выхода). Кроме того, раки, обработанные антидепрессантом, проводили в рукаве лабиринта с запахом еды в три раза больше времени, чем в рукаве с запахом сородича. Особи из контрольной группы не проявляли явных предпочтений к какому-либо из рукавов.
Результаты экспериментов в целом согласуются с данными предыдущих опытов, в которых ракообразные получали инъекции антидепрессантов. Вероятно, поведение полосатых раков, которые под воздействием циталопрама предпочитали идти на запах пищи, а не сородича, связано с возросшим интересом к питанию или снизившейся агрессией. Авторы полагают, что такие изменения могут осложнить жизнь диких раков в загрязненных водоемах, ведь, если они будут проявлять меньшую осторожность и активнее кормиться, то с большей вероятностью станут жертвами хищников.
На последнем этапе Рейзингер и его коллеги оценили экосистемные параметры в разных группах искусственных ручьев. Оказалось, что присутствие раков само по себе повышает концентрацию хлорофилла a в воде и биомассу бентоса, стимулирует экосистемное дыхание и снижает поглощение нитратов, а добавление антидепрессанта в установки с раками или без них немного снижает концентрацию хлорофилла a в воде (хотя последнее изменение статистически недостоверно (p=0,07)). При этом искусственные ручьи с раками, подвергшиеся обработке циталопрамом, не выделялись среди остальных. Это значит, что изменения в поведении раков, произошедшие под воздействием антидепрессантов, не отразились на всей экосистеме. Впрочем, авторы считают, что увеличение активности раков и их интереса к еде должны иметь последствия для подводного сообщества (особенно для организмов, которыми питаются эти беспозвоночные), однако две недели — слишком короткий срок, чтобы их заметить.
Ранее мы рассказывали о том, как биологи из Мэрилендского университета исследовали влияние алкоголя на раков. Оказалось, что особи вида Procambarus clarkii, привыкшие быть в компании, быстрее отзываются на добавление спирта в окружающую среду, начиная сильно бить хвостом и со временем валясь с ног, а их собратья, которые долгое время провели в одиночестве, реагируют на алкоголь слабее и медленнее.
Сергей Коленов
Однако они чуть чаще обращали внимание на крики собственного потомства и на крики детенышей низкоранговых самок
Приматологи из Германии и Индонезии исследовали реакцию самцов промискуитетных хохлатых макаков на крики детенышей. Выяснилось, что самцы этого вида в целом не склонны к заботе о потомстве, нечасто реагируют на такие крики и вмешиваются в конфликт. Однако это случается чаще, если кричит их собственный детеныш, детеныш самки, с которой самец в дружеских отношениях или детеныш низкоранговой самки. Вероятно, самцы способны отличать своих детенышей или помогать тем, кому в самом деле требуется помощь. Результаты опубликованы в International Journal of Primatology. Хохлатые макаки (Macaca nigra) живут на острове Сулавеси в группах, состоящих из несколько самок и меньшего количества самцов. Как и многие приматы, они ведут промискуитетный образ жизни, поэтому самцы не могут быть уверены в своем отцовстве. Любая форма отцовской заботы у этого вида вероятнее всего будет ограничена определенными ситуациями, однако она может иметь место, поскольку детская смертность среди хохлатых макаков высокая. Одно из предыдущих исследований Дафны Керхоас (Daphne Kerhoas) из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка и ее коллег показало, что самцы хохлатых макаков иногда формируют с детенышами что-то вроде дружеской диады и проводят друг с другом больше времени. Однако выяснилось, что эту связь лучше объясняет не отцовство самцов, а их дружба с матерью детеныша. Вероятно, это увеличивает вероятность спариваться с этой самкой в дальнейшем. Теперь Керхоас с коллегами из Германии и Индонезии исследовала, как самцы хохлатых макаков реагируют на крики детенышей, которые те издают во время конфликтов с другими самцами и самками или — что случается реже — с другими детенышами. В таких ситуациях детенышам может быть нужна помощь прямо сейчас, и самцы должны быть заинтересованы в сохранении своего потомства, если, конечно, они способны его отличать на слух. Тогда самцы могут мирно вмешиваться в конфликт. Если же свое потомство они не отличают, по крайней мере они могут стремиться сберечь потомство самок, с которыми планируют спариваться. Ученые наблюдали за тремя группами приматов, живущими в заповеднике Тангкоко (Сулавеси, Индонезия). В каждой группе было от 13 до 25 размножающихся самок и от 4 до 11 взрослых самцов. Детенышей во всех группах было 35, но 5 из них не дожили до года. Исследователи также фиксировали, как часто самцы взаимодействуют с самками, чтобы понять, находятся ли они в дружеских отношениях. Для всех детенышей ученые определили наиболее вероятного отца с помощью анализа ДНК из фекалий. Самцы реагировали на крики детенышей не очень часто: из 2637 зафиксированных криков только 314 привлекли самцов (около 12 процентов всех случаев). Чаще всего на крик детеныша реагировал один самец (275 случаев), реже — двое (37 случаев) и в двух случаях — трое самцов. На крики собственного потомства самцы обращали внимание несколько чаще — с вероятностью 2,4 процента против 1,6 процента. Также они реагировали чаще, если детеныш был их другом (2,7 процента против 1,8), или если их другом была мать детеныша (2,4 процента против 1,8). Самцы охотнее отзывались на крики детенышей низкоранговых самок (2,2 процента против 1), которые более уязвимы. Также влиял ранг самого самца — высокоранговые особи отзывались с вероятностью в 2,1 процента, а макаки с самым низким рангом — с вероятностью 1,5 процента. А вот присутствие матери никак не повлияло на реакцию самцов. Полученные данные авторы рекомендуют интерпретировать осторожно. Вероятно, самцы могут распознавать свое потомство — основываясь на своем ранге (альфа-самец оплодотворяет большинство самок в группе), на том, как часто они спаривались с их матерью или на внешних признаках. Если так, то можно предположить ограниченную отцовскую заботу у этих приматов, направленную в основном на то, чтобы детеныши выжили. Не исключено, что они ошибочно принимают детенышей за своих. То, что самцы в целом нечасто отзываются на крики детенышей и вмешиваются в конфликт, может объясняться тем, что они оценивают свои риски: низкоранговый самец может просто не захотеть вступать в потенциальный конфликт с другим самцом. Еще возможно, что самцам просто не хватает времени (учитывая то, что один самец может быть отцом сразу многих детенышей), или самцы и детеныши не получают никакой выгоды от отцовской заботы на постоянной основе. Ранее ученые выяснили, что самцы шимпанзе, которые тоже не формируют моногамных пар, проявляют отцовскую заботу и проводят со своими детенышами больше времени, чем с другими, до тех пор, пока тем не исполняется полтора-два года. А вот самцы мармозеток активно заботятся о потомстве — и это помогает детенышам выживать.