Шведские ученые показали, что один из компонентов крови, E2D, может служить для разных животных притягивающим или отталкивающим фактором. Волков и кровососущих мух запах вещества притягивает, в то время как тех, кого можно отнести к жертвам (например, мышей и людей) запах отталкивает. По мнению ученых, E2D — это первое известное вещество, чей запах вызывает у разных видов диаметрально противоположную реакцию. Исследование опубликовано в Scientific Reports.

Хищных млекопитающих запах других зачастую привлекает и сообщает им о том, что поблизости есть добыча. Для животных, на которых охотятся, запахи, наоборот, могут быть предостережением и сигналом, что надо бежать. Запах крови и для хищников, и для их жертв — универсальный сигнал. По нему охотники преследуют раненную добычу, а их жертвы, когда чувствуют запах крови, убегают, или, как минимум, становятся более бдительны. Реакцию на запах, предположительно, вызывают компоненты крови, которые служат для всех животных хемонсенсорными сигналами, однако до сих пор точно не было известно, что именно в крови служит сигналом как для хищников, так и для жертв.

Авторы новой статьи давно изучают влияние запаха крови на разные виды. В одной из предыдущих работ они выяснили, что запах одного из компонентов крови, транс-4,5-эпокси-(Э)-2-деценаля (E2D) притягивает хищников также, как и запах крови в целом. В другом, еще неопубликованном исследовании, ученые показали, что домовые мыши очень чувствительны к запаху E2D. Это может служить признаком того, что мыши избегают его, как и запаха крови в целом. Более того, люди тоже демонстрируют повышенную чувствительность к запаху E2D. Возможно, это свидетельствует о том, что для древних людей, которые часто становились добычей хищников, этот запах был сигналом тревоги. В этом случае E2D окажется первым известным веществом, чей запах влияет как на людей, так и на другие виды животных, причем реакция животного на присутствие вещества может быть диаметрально противоположной.

Авторы статьи провели эксперименты с участием представителей разных видов, в том числе и не млекопитающих. Сначала ученые проверили реакцию кровососущих мух осенних жигалок, которые питаются кровью лошадей и крупного рогатого скота. Для 35 насекомых построили Y-образный лабиринт, и предлагали им, на выбор, запах E2D и либо запах крови, либо контроль — органическое вещество почти без запаха. Мухи предпочитали E2D и кровь с одинаковой частотой и  не обращали внимания на вещество без запаха.

Затем исследователи провели аналогичный опыт с участием волков. Они подбрасывали в вольер, где жили семь волков, бревна, пропитанные E2D, лошадиной кровью, веществом с цветочным ароматом и контрольным веществом без запаха. Животные могли свободно подходить к понравившимся бревнам, а экспериментаторы фиксировали, сколько раз они к ним подходили. Оказалось, что волки предпочитали бревна, пропитанные кровью и E2D, и уделяли им почти одинаковое внимание. На цветочный запах и на контрольное вещество они реагировали гораздо меньше. По мнению исследователей, результаты свидетельствуют о том, что запах E2D служит сигналом присутствия крови как для хищных млекопитающих, так и для кровососущих насекомых.

Реакция кровососущей мухи осенней жигалки на запах E2D. A. Химическая структура вещества; В. Лабиринт, который использовали в эксперименте; С. Запах E2D мухи предпочитали и крови и контрольному веществу. A.Arshamian et al. / Scientific Reports, 2017

Реакция волков на запахи. D. Волк показывает свои предпочтения; Е. Общее количество «подходов» к бревнам, пропитанным запахами E2D, крови, цветочного запаха и контрольного вещества. A.Arshamian et al. / Scientific Reports, 2017

В следующих экспериментах авторы работы изучали реакцию мышей на запах E2D. Они помещали одно из 60 животных в пластиковый контейнер, разделенный на две части перегородкой с проходом, так что мышь могла бегать из одной части в другую. В одну половину контейнера ученые помещали контрольное вещество без запаха, в другую — кровь, E2D или вещество с цветочным ароматом, и отслеживали, сколько времени мышь проводила в одной или другой части. Оказалось, что животные бóльшую часть времени проводили там, где ученые распыляли контрольное вещество без запаха или цветочный аромат, и избегали половины, пропитанной запахом крови или E2D.

Последняя серия экспериментов проводилась на людях. В ней участвовало 40 человек. Участникам эксперимента завязывали глаза и распыляли перед ними E2D или одно из контрольных веществ: н-бутиловый спирт, который часто используется в исследованиях человеческого обоняния, или транс-2-деценаль. Это вещество по структуре похоже на E2D, но не содержит фунциональной эпокси-группы. Испытуемые стояли на платформе, оснащенной тензометрическими датчиками, которые измеряли автоматическую реакцию: бессознательные покачивания тела вперед-назад. Также ученые измеряли у испытуемых электрическую активность кожи, и таким образом, определяли уровень возбуждения. Оказалось, что у людей, которые чувствовали запах E2D, амплитуда покачиваний и электрическая активность увеличивалась. Последующие тесты зафиксировали отклонение людей назад, когда перед ними распыляли E2D. Во время распыления контрольных веществ испытуемые стояли на месте, не отклоняясь от нулевой линии.

Реакция на запах E2D у мышей и людей. А. Вверху: схема эксперимента; внизу: время, проведенное животными в частях контейнера с запахом крови и E2D или контрольным веществом. В. Участница эксперимента стоит на платформе, измеряющей ее движения. С. Амплитуда движений (в сантиметрах) участников при распылении E2D и контрольных веществ. A.Arshamian et al. / Scientific Reports, 2017

Также исследователи выяснили, увеличивает ли запах E2D внимательность и бдительность у испытуемых. 33 участникам эксперимента показывали ряд из трех схематичных изображений человеческих лиц с нейтральным, радостным и сердитым выражением лица. Они должны были как можно быстрее ответить, одинаковые или разные лица видят. При этом рядом с ними распыляли E2D, н-бутиловый спирт или воздух. Одновременно исследователи измеряли электрическую активность кожи испытуемых и быстроту ответов. Оказалось, что запах компонента крови увеличивал скорость реакции людей. И, как в предыдущем эксперименте, электрическая активность кожи возрастала тоже.

По словам авторов исследования, его результаты свидетельствуют о том, что E2D — тот компонент крови, который служит сигналом и для хищников, и для их жертв, и влияет на поведение как тех, так и других. При этом, у людей, и у мышей реакция избегания была похожей.

Ранее ученые показали, что обоняние (как минимум у мышей) обуславливается не только генетическими факторами, но и условиями окружающей среды. Регулярное воздействие некоторых запахов может влиять на количественный состав обонятельных нейронов, и, следовательно, на чувствительность к ним.

Автор: Екатерина Русакова