Западоиды продолжают поиски разгадки чуда коллективизма

Гены, координирующие эгоизм и альтруизм между родителями и потомством Социальная связь между родителем и потомством уравновешивает эгоизм и альтруизм. Мы исследовали, как гены контролируют такое поведение у европейских уховерток, и обнаружили 1600 генов, связанных с воспитанием детей, и два гена, координирующих эгоизм и альтруизм. Наши результаты показывают, что внутреннее вознаграждение и общение, кодируемые этими генами, помогают поддерживать взаимодействие между родителями и потомками. Родительская забота - это альтруистическое поведение, широко наблюдаемое в природе. Родители-альтруисты обеспечивают свое потомство пищей и защитой. Это дорогостоящее поведение для родителей, которое способствует развитию и выживанию потомства. Однако родители тоже могут быть эгоистами. Эгоистичные родители заинтересованы в том, чтобы производить больше потомства, сводя к минимуму расходы на уход за ними. Потомство также не является пассивным получателем родительской заботы. Они активно требуют ухода и влияют на поведение родителей и будущее воспроизводство. Эгоистичное потомство предпочитает повышать свои шансы на выживание за счет потребностей родителей. Вместо того, чтобы оптимизировать производительность одного или другого, естественный отбор предпочитает компромисс между ними. Баланс между эгоизмом и альтруизмом между родителями и потомством называется коадаптацией родителей и потомков. Как и любая эволюционная адаптация, коадаптация родителей и потомков закодирована в генетическом материале. Однако то, как гены координируют эгоистичное и альтруистическое поведение, плохо изучено. Чтобы определить гены, которые могут быть задействованы, мы искали гены, которые влияют на взаимодействие между родителем и потомством. Из них ген с эгоистичной функцией должен быть полезным для себя и потенциально вредным для другого, а ген с альтруистической функцией должен быть полезен для другого и дорогостоящим для себя. В этом исследовании мы сосредоточились на европейской уховертке, насекомом, проявляющем материнскую заботу. Матери-уховертки производят одну или две кладки в течение своей жизни и могут общаться со своим потомством с помощью химических сигналов. Они ухаживают за яйцами, чтобы уменьшить грибковую инфекцию и повысить успешность вылупления. Вылупившиеся могли выжить самостоятельно, но часто мать кормила нимф сама. Чтобы проверить, как социальное взаимодействие влияет на экспрессию генов, мы физически разделяем матерей-уховерток и их вылупившихся нимф и сравниваем их с нормально взаимодействующими парами родитель-потомок. В результате был составлен список из более чем 1600 генов, связанных с воспитанием детей в целом. Среди них только два гена уховерток изменили уровень своей экспрессии как у матерей, так и у их нимф во время их социального взаимодействия и квалифицировались как наши самые сильные кандидаты, потенциально регулирующие коадаптацию родителей и потомков. Затем мы спросили, как эти два гена влияют на поведение животных. Чтобы ответить на этот вопрос, мы специально подавляли каждый из этих генов во время взаимодействия родителей и потомков у уховерток. Затем мы отслеживали любые изменения в их последующем социальном поведении, чтобы определить те, которые вызваны определенным геном. Первый интересующий ген - Th. Он участвует в синтезе дофамина, молекулы, которая заставляет человека чувствовать себя вознагражденным и мотивированным. Мы обнаружили, что экспрессия Th повышалась как у матерей, так и у нимф во время их взаимодействия, что свидетельствует об усилении чувства внутреннего вознаграждения. Мы также показали, что более высокая экспрессия Th у матерей напрямую усиливает кормление их детенышей. Его проявление у нимф косвенно повышало вероятность того, что у их матери будет вторая кладка. Вероятно, нимфы с высокой экспрессией Th были менее требовательны, и уход за ними требовал меньше усилий со стороны матери, которая тогда смогла иметь дополнительное потомство. Следовательно, ген Th способствует взаимному альтруистическому поведению между матерью и потомством. Наши результаты показывают, что родители и их дети могут проводить время вместе просто потому, что это приносит им радость и счастье. Интересно, что эта внутренняя система вознаграждения, связанная с дофамином, могла сохранить свою функцию от насекомых к человеку в контексте взаимодействия родителей и потомков. Исследователи уже показали связь между генами дофаминовых рецепторов и поведенческими взаимодействиями между родителями и их детенышами у обезьян и людей. Эта связь может быть закодирована в генах наших предков, от насекомых до приматов. Второй обнаруженный нами ген - это PebIII, который участвует в обонянии и, возможно, в передаче химических сигналов между людьми. Мы показали, что экспрессия PebIII привела к матерям, у которых вторая кладка была крупнее, а развитие их потомства.