Непростой выбор между разными способами получения удовольствия всегда волновал особей мужского пола. Даже психологи замечают, что мужчины предпочитают пище секс, а в животном мире подобный выбор ещё более выражен. Так команда зоологов из университета Рочестера заметила, что самцы червей-нематод прекращают поиски пищи ради того, чтобы найти полового партнёра и спариться.

Результаты исследования, описанные в статье журнала Current Biology, указывают на то, что

предпочтения самцов нематод регулируются особым строением отдельных областей мозга, которым не могут похвастаться самки.

«Мы знаем, что человеческое поведение зависит от ряда факторов, в том числе от культурных и социальных норм. Но полученные результаты указывают на основные биологические механизмы, которые могут не только помочь объяснить некоторые различия в поведении между мужчинами и женщинами, но и понять, почему представители разных полов могут быть более или менее восприимчивы к определённым неврологическим расстройствам», — говорит ведущий автор исследования Дуглас Портман (Douglas Portman), адъюнкт-профессор биомедицинской генетики из Центра развития нервной системы при университете Рочестера.

Эксперимент проводился на представителях вида Caenorhabditis elegans, которые часто используются в качестве модельных организмов при изучении фундаментальных механизмов в биологии. Эти круглые черви особенно полезны при исследовании нервной системы: опыты с такими короткоживущими животными помогают учёным разобраться в многочисленных функциях и конфигурациях нейронных сетей.

Работа Портмана и его коллег сосредоточена на функционировании всего одной пары нейронов, так называемых AWA, которые отвечают за контроль обонятельной системы. Обоняние, наряду со вкусом и осязанием, является ключевым сенсорным фактором, диктующим C. elegans, как искать пищу, избегать опасностей и выбирать партнёра для спаривания.

Отметим, что круглые черви этого вида делятся на самцов и гермафродитов. Хотя гермафродиты способны самостоятельно себя оплодотворить, они также спариваются с партнёрами-самцами, и по факту считаются модифицированными самками.

Предыдущие исследования указывают на то, что самцы и гермафродиты действуют по-разному при контакте с пищей. Если особей разного пола поместить прямо к источнику еды, то гермафродиты останутся на месте. Самцы же оставят «нагретое» место и отправятся блуждать, предположительно, в поисках полового партнёра.

Теперь команда Портмана обнаружила, что так называемые хеморецепторы нейронов AWA работают по-разному в зависимости от половой принадлежности особи, они регулируют экспрессию гена под названием ODR-10.

Хеморецепторы реагируют на химический запах, который выделяется продуктами питания и другими веществами.

У гермафродитов больше рецепторов ODR-10, что делает их более чувствительными к присутствию пищи. У самцов эти рецепторы часто бывают неактивны, что подавляет их желание искать и добывать пищу. Однако эксперимент показывает, что если самцов лишить питания, то их рецепторы активизируются и позволяют животным временно сосредоточиться на этой проблеме.

Чтобы подтвердить влияние этих генетических различий между полами на поведение C. elegans, исследователи разработали серию экспериментов, в которых они наблюдали активность круглых червей, помещённых в чашку Петри. Подопытным был предоставлен выбор: отправиться на поиски либо корма, либо партнёра для спаривания.

Гермафродитов поместили в центр чашки прямо рядом с источником пищи и, как ожидалось, они остались на месте.

Самцов поместили на край чашки Петри, где им предоставили свой собственный источник пищи. Чтобы установить дополнительное препятствие между самцами и их потенциальными половыми партнёрами, учёные построили «стену» из пищи между периферией и центром в виде кольца.

Важно отметить, что

подопытные самцы также были двух разных категорий: первые обладали нормальным природным генетическим профилем, а вторые были генетически запрограммированы таким образом, что рецепторов ODR-10 у них было гораздо больше обычного. По сути, эта модификация сделала самцов второй категории более чувствительными к запаху пищи.

Исследователи обнаружили, что

нормальные черви оставили свой источник пищи и добрались до центра чашки Петри, где они спарились с гермафродитами. Генетически модифицированные особи продемонстрировали меньший успех в поиске партнёра, поскольку были более заинтересованы в еде. Анализ генетического профиля рождённого потомства показал, что нормальные самцы производили на свет генетически модифицированных самцов в соотношении 10 к одному.

Примечательно, что в рамках отдельного эксперимента, где зоологи подавили экспрессию гена ODR-10 у гермафродитов, последние стали вести себя «по-мужски» и оставили источник пропитания ради поиска партнёра.

Как отмечают автор исследования в пресс-релизе, полученные результаты показывают, что

путём манипуляции свойствами одной клетки становится возможно изменить поведение целой особи. Таким образом учёные получают ещё одно доказательство того, что специфическая половая регуляция экспрессии генов может играть важную роль в так называемой нейронной пластичности — способности мозга адаптироваться в результате приобретённого опыта.

Следовательно, этот процесс напрямую влияет на различия в поведении представителей разных полов, а также на чувствительность к различным расстройствам нервной системы.