Когда дело доходит до спаривания, самки мышей должны следовать за носом. Впервые ученые показали, что гормоны у мышей захватывают запах рецепторов в носу, чтобы управлять поведением, оставляя мозг полностью вне цикла.
Связанный контент
- Ученые изучали два поддельных человеческих феромона на протяжении десятилетий
Согласно исследованию, появившемуся на этой неделе в клетке, самки мышей чувствуют запах феромонов мужского пола во время репродуктивного периода. Но в периоды диэструса, когда животные не могут размножаться, гормон прогестерон побуждает носовые сенсорные клетки блокировать сигналы мужского феромона, чтобы они не доходили до мозга самки. В течение этого времени самки мышей проявляют равнодушие или даже враждебность к самцам. Эти же датчики нормально функционировали в отношении других запахов, таких как кошачья моча, показывая, что они избирательны в отношении мужских феромонов.
Когда начинается овуляция, уровень прогестерона падает, что позволяет женщинам еще раз почувствовать запах мужских феромонов. Короче говоря, система «слепит» самок мышей к потенциальным партнерам, когда животные не находятся в течке.
Обнаружение, что обонятельная система узурпировала роль мозга, шокировало исследовательскую группу, говорит ведущий автор исследования Лиза Стоуерс из Исследовательского института Скриппса. «Считается, что сенсорные системы как бы поглощают все, что могут в окружающей среде, и передают все это мозгу. Результат просто кажется нам дурацким », - говорит Стоуэрс.
«Представьте, что это происходит в вашей визуальной системе, - добавляет она. - Если вы просто съели большой гамбургер, а затем увидели шведский стол, вы можете увидеть такие вещи, как стол и некоторые люди и, возможно, фрукты - но вы просто не увидите гамбургеры больше. Это то, что происходит здесь. Основываясь на изменении внутреннего состояния этой женщины, ей не хватает целого подмножества сигналов, передаваемых ее мозгу ».
Ученые собрали самок мышей в возрасте от 8 до 10 недель и проверили их на разных этапах репродуктивного цикла. Мыши в клетке могли исследовать квадраты блоттинга размером один на один дюйм, пропитанные либо мочой самца мыши, либо контролем. Их поведение было зарегистрировано, и мышей оценивали по частоте и продолжительности их посещений того или иного вещества.
Команда также использовала кальциевую визуализацию, чтобы исследовать вомероназальный орган, сенсорную структуру в мышиных носах и посмотреть, что он делал, когда самки улавливали запахи феромонов. Они обнаружили, что в этом органе есть специальное подмножество нейронов с рецепторами для обнаружения прогестерона и «стробирующий» механизм, который закрывается, когда присутствует гормон, так что мужские запахи не передаются в мозг. Нейроны нормально реагировали на другие запахи, даже когда присутствовал прогестерон.
Результаты показали, что обонятельная система мыши настроена на внутренние химические сигналы, а также на внешние факторы и чрезвычайно эффективна в качестве привратника. Но не совсем понятно, почему нос функционирует таким образом. Одна идея состоит в том, что система развивалась, чтобы не дать женщинам отвлекаться во время течки. Но мозг мыши, как и у большинства животных, постоянно подвергается бомбардировке информацией, такой как запахи и достопримечательности, и у него нет проблем с сортировкой всего этого.
«И у женского мозга уже есть способы решить, следует ли ей привлекать партнера. Ее мозг знает, когда она не должна спариваться, поэтому она все равно не будет, даже если она пахнет мужскими феромонами », - отмечает Стоуерс.
Команда подозревает, что вместо этого существует некая физиологическая причина того, почему мыши-самки не должны обнаруживать мужские феромоны, когда у них высокий уровень прогестерона. Одним из возможных ответов является то, что он каким-то образом защищает плод мыши - особенно, уровни прогестерона также устойчивы во время беременности.
В более широком смысле, результаты показывают, что не все важные решения принимаются в мозге, и что распутывание того, что происходит в носу, и того, что происходит в мозге, может быть не простым, отмечает Стоуэрс. Внутренние состояния, такие как стресс или голод, сильно влияют на то, как животные взаимодействуют с окружающей средой, но ученые не до конца понимают, как решения, основанные на этих состояниях, принимаются в мозге. Это заставляет Стоуверса задаться вопросом, представляет ли это открытие мыши верхушку айсберга относительно различных ролей обонятельной системы у мышей и других видов, включая людей, которые могут различать один триллион различных запахов.
«На данный момент это чистая спекуляция, но мы думаем, что это будет широко применяться, и мы не видим, почему что-то подобное не могло происходить в людях», - говорит она. Хотя люди не чувствуют феромоны так же, как мыши, команда нашла те же молекулы в человеческом носу, которые мыши используют для обнаружения прогестерона и запуска процесса блокирования запаха. «Так оно и есть, и это возможно», - отмечает Стоуэрс.
«Это такой крутой трюк, что кажется, что было бы полезно сохранить его на протяжении эволюции, а не отказаться от него».
