Мыши испытывают незнакомую еду на других мышах

Несмотря на отсутствие речевых способностей, животные все равно обмениваются информацией. Не языком и не жестами, но они дают друг другу знать об опасности, сексуальном возбуждении или агрессивном настроении. Большинство коммуникаций между животными происходит на обонятельном уровне — они «разговаривают» носами и секреторными железами.

Животные, в том числе и млекопитающие, сами того не желая, выдают свое агрессивное настроение и сексуальное возбуждение ароматными веществами — феромонами. Феромоны также передают информацию о здоровье, генетической полноценности и иерархическом статусе животного. Infox.ru писал о том, как термиты подавляют сексуальную активность генетически неправильных самок. В целом же молекулярные, клеточные и нервные механизмы общения на языке феромонов пока изучены недостаточно.

Нос вместо ушей

Обонятельная система состоит из нескольких звеньев — подсистем, которые отличаются друг от друга группами (популяциями) чувствительных нейронов с уникальными сенсорными связями. Каждый обонятельный нейрон имеет хеморецепторы, чувствительные к определенному классу соединений. Обонятельные рецепторы (ОР) — это длинные белковые молекулы, которые встроены в дендритный отросток нейрона и пронизывают его несколько раз. Выходя за пределы клетки, они связываются со специфичными соединениями и передают информацию в обонятельный центр головного мозга. Оттуда и поступает ответная реакция. Именно по такой схеме происходит «общение» животных между собой.

Ученые из университета Айдахо (University of Idaho) и Университета Саарланда в Гамбурге (University of Saarland School of Medicine in Hаmburg) под руководством Стивена Мюнгера (Steven D. Munger) изучили обонятельные рецепторы мышей. Проведенным экспериментом они попытались объяснить известный факт: мыши предпочитают уже надъеденную сородичами пищу. То есть они с опаской относятся к пище, которая пахнет только пищей. Если же к кормушке уже подходила другая мышь, то ее племенной сородич с большей вероятностью тоже подойдет к той же кормушке. В исследовании ученые обратили внимание на рецепторы, которые обеспечивают социальные коммуникации между животными. Результаты эксперимента появились в статье «An Olfactory Subsystem that Detects Carbon Disulfide and Mediates Food-Related Social Learning», опубликованной в пятницу в журнале Current Biology.

Опыты на друзьях

На примере грызунов биологи изучили обонятельные рецепторы GC-D, CNGA3 и GC-D⁺OSNs. Ученые предлагали животным пищу, которая пахнет (или не пахнет) другими мышами. В проведенном эксперименте исследователи впервые догадались исследовать реакцию мышей на сероуглерод (CS₂) — соединение, которым пахнет изо рта грызунов. Теоретически именно оно могло привлекать внимание животных к надъеденной пище.

В итоге экспериментаторы выяснили, что рецептор GC-D⁺OSNs крайне чувствителен к сероуглероду. Рецепторы грызунов реагируют на вещество, даже если его концентрация в воздухе не превышают микромоля в литре.

Биологи отмечают, что грызуны воспринимают родственный запах, если он исходит от пищи, даже если других зверьков поблизости нет. Такой сигнал, по всей видимости, на молекулярном уровне убеждает мышь, что пища безопасна хотя бы потому, что ее уже попробовала другая мышь и не сдохла.

«Мышь обнюхивает кусок и ощущает запах своего сородича. Она видит, что ее «друг» не погиб, попробовав пишу, так как нигде поблизости нет трупа. Это, скорее всего, и убеждает животное в том, что еда не отравлена», — поясняет Стивен Мюнгер.

Исследователи решили проверить, как животное будет реагировать на запахи, если повредить рецептор GC-D⁺OSNs. Оказалось, что грызуны с измененными (нефункциональными) обонятельными рецепторами не проявляли предпочтения в выборе пищи и не воспринимали запах сероуглерода как социальный сигнал. Ученые пришли к выводу, что рецептор GC-D⁺OSNs распознает социальные аромасигналы и формирует пищевые предпочтения у мышей. По словам авторов работы, такой механизм обеспечивает социальное общение между грызунами и снижает вероятность того, что животное наступит на те грабли, на которые уже наткнулся один из сородичей.