Забота о потомстве у самцов грызунов: анализ этологических и гормональных механизмов регуляции

Номер гранта:11-04-00162
Область научного знания:биология и медицинские науки
Тип конкурса: («а» (до 2016))(«а») инициативные научные проекты
Год выполнения:2011г.
Руководитель: Громов В.С.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Забота о потомстве у самцов – феномен, относительно редко встречающийся среди млекопитающих, в том числе грызунов (Kleiman, 1977). Отцовское поведение рассматривается как эволюционный компромисс (trade-off), обеспечивающий улучшение условий выживания потомства самцов за счет ограничения свободного спаривания с самками и снижения конкурентоспособности (Trivers, 1972; Werren et al., 1980; Dewsbury, 1985). В наибольшей степени отцовская забота выражена у видов с прочными парными связями и семейно-групповым образом жизни (Elwood, 1975; Hartung, Dewsbury, 1979; McGuire, Novak, 1984; Громов, 2005, 2009а), однако в лабораторных условиях отмечена и у видов со слабыми парными связями (MacGuire, 1997; Громов, 2009б). Родительский вклад самцов может существенно влиять на поведение потомков и, в конечном итоге, определять социальную организацию вида в целом (Громов, 2008, 2009а). В связи с этим изучение этологических и гормональных механизмов регуляции отцовского поведения, а также сравнительный межвидовой анализ важны для понимания микроэволюционных процессов, связанных с формированием различных социальных структур и репродуктивных стратегий в популяциях грызунов. В наименьшей степени эти процессы изучены у видов со слабыми парными связями, в частности у лесных полевок (род Clethrionomys) и лесных мышей (род Apodemus). Предварительные исследования показали, что родительский вклад самцов у видов рода Clethrionomys варьирует в широких пределах – от практически полного его отсутствия до относительно высокого уровня (MacGuire, 1997; Громов, 2009б). Это обстоятельство позволяет использовать лесных полевок и мышей в качестве наиболее подходящих модельных объектов для планируемого исследования. Следует также отметить, что многие аспекты социального поведения видов рода Apodemus изучены крайне слабо, а родительское поведение не изучено вовсе, равно как и у самцов рыжей полевки (C. glareolus). Рабочая гипотеза, проверяемая в предлагаемом проекте, заключается в том, что внутри- и межвидовые различия в родительском поведении самцов лесных полевок и мышей могут быть обусловлены индивидуальными вариациями в уровне секреции гормонов, ответственных за стимуляцию или подавление родительского поведения (тестостерон и пролактин, Kinsley, Bridges, 1988; Sakaguchi et al., 1998; Clark, Galef, 2001), а также влиянием социальных факторов в период раннего постнатального онтогенеза. В рамках предлагаемого проекта планируется установить, существует ли у самцов трех модельных видов грызунов (C. glareolus, A. uralensis и A. agrarius) зависимость между родительским вкладом, иерархическим статусом и уровнем секреции гормонов (тестостерона и пролактина). В лабораторных условиях будут проведены: (1) наблюдения за родительским поведением самцов, содержащихся в парах с самками, выкармливающими детенышей; (2) оценка относительной конкурентоспособности самцов с предварительно установленными характеристиками родительского поведения методом парного ссаживания на “нейтральной территории”; (3) оценка гормонального статуса самцов по уровню содержания пролактина и тестостерона в плазме крови и секреции тестостерона в семенниках; (4) оценка корреляции между параметрами, характеризующими поведение и гормональный статус самцов. Результаты исследования позволят судить о социальных и гормональных механизмах регуляции отцовского поведения у видов со слабыми парными связями, а также подтвердить или опровергнуть универсальность гипотезы Трайверса (Trivers, 1972) о взаимосвязи между системой спаривания, конкурентоспособностью и заботой о потомстве у самцов.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

В соответствии с планом исследований, в 2011 году проведены наблюдения и эксперименты, позволившие оценить проявление родительского поведения и уровень секреции тестостерона и пролактина у самцов рыжей полевки (Clethrionomys glareolus) – вида со слабыми парными связями, у которого, в соответствии с гипотезой Трайверса (Trivers, 1972), особи мужского пола не должны заботиться о потомстве. Предварительно, в мае-июне, провели отлов самцов и самок рыжей полевки в лесном массиве вблизи Научно-экспериментальной базы «Черноголовка» ИПЭЭ РАН в Ногинском районе Московской области. Отловленных зверьков содержали парами в виварии НЭБ «Черноголовка» с целью получения потомства. Рожденных в неволе молодых разнополых особей в возрасте 1.5-2 мес рассадили попарно (всего сформировали 27 семейных пар) для получения потомства. У 14 семейных пар потомство родилось в течение первого месяца содержания. У самцов из этих 14 пар (группа I) на 5-е сутки после рождения детенышей оценивали родительское поведение с применением видеосъемки. Оценку родительского поведения провели также у 13 самцов (группа II) в тех семейных парах, которые по истечении 1 мес совместного содержания не принесли потомства. Тестирование проводили по той же методике, подкладывая в отдельную клетку к самцу чужого детеныша в возрасте 5 дней. По реакции на детенышей самцы разделились на три категории: одни убивали детенышей, другие относились к ним нейтрально (зарегистрированы только подходы и обнюхивания), а третьи проявляли родительскую заботу, затаскивая детенышей в гнездо. Соответственно, поведение самцов оценивали по трехбалльной шкале. По окончании тестирования самцов забивали, а их семенники и кровь использовали для гормонального анализа. Тестирование показало, что в группе I лишь 2 из 14 самцов убили детенышей, тогда как в группе II инфантицид выявлен почти у половины самцов (6 из 13). Родительское поведение в группе I проявили 6 из 14 самцов, а в группе II – лишь 1 из 13 самцов. Таким образом, самцов в группе I правомерно считать более заботливыми по отношению к детенышам. Поскольку самцы в группе I могли контактировать с детенышами в течение 5 суток с момента их рождения, а самцы в группе II не имели такой возможности, можно заключить, что именно присутствие детенышей служит ключевым фактором стимуляции родительского поведения у самцов, причем даже у тех видов, которым забота о потомстве в природе не свойственна. Сопоставление размерных характеристик показало, что самцы из группы I достоверно отличались от самцов группы II более крупными семенниками – соответственно 820 ± 34 и 708 ± 38 мг, при этом существенных различий в массе тела самцов не выявлено. Гормональный анализ показал, что содержание тестостерона в семенниках у самцов в группе I было достоверно более высоким, чем у самцов в группе II – соответственно, 164 ± 12 и 128 ± 10 нг. У заботливых самцов содержание тестостерона в плазме крови также оказалось более высоким, чем у остальных: 21.0 ± 4.6 и 9.1 ± 3.5 нмоль/л, соответственно. Иными словами, у самцов, показавших более высокую склонность к проявлению заботы о потомстве, уровень секреции тестостерона был не пониженным, как это предусматривается известной гипотезой Уингфилда (Wingfield et al., 1990), а напротив, повышенным. Существенных различий по такому показателю, как концентрация пролактина в плазме крови у самцов, в группах I и II не обнаружено. Результаты проведенного исследования не согласуются с гипотезами Трайверса и Уингфилда, а выявленные в настоящем исследовании факты нуждаются в объяснении.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 23.02.2019.
Помог ли вам материал?
0    0