Биологи нашли источник моногамии и родительской заботы у млекопитающих

Изучение эволюционного появления и поддержания моногамии у животных до сих пор не выявило причин подобного поведения. Один из аргументов предполагает: моногамия может увеличивать вероятность того, что родители будут совместно заботиться о своем потомстве, поскольку отцы будут более уверены, что дети принадлежат им. Такая командная работа может повысить шансы на выживание потомства, особенно в условии ограниченности ресурсов.

Береговой хомячок (Peromyscus polionotus) и олений хомячок (Peromyscus maniculatus) по многим анатомическим и генетическим параметрам крайне схожи, из-за чего эти виды считают близкими родственниками. Существенное различие грызунов заключается в их форме отношений с партнером. Если береговой хомячок ограничивается одним половым партнером на всю жизнь, то олений хомячок настолько свободен в половых отношениях, что у одного помета детенышей может быть несколько отцов, ни один из которых затем не будет ухаживать за потомством.

В новом исследовании группа ученых под руководством сотрудников Колумбийского университета (США) решила выяснить природу подобных различий в сексуальном поведении грызунов. Они заострили внимание на одной анатомической особенности: у взрослой особи береговых хомячков надпочечники примерно в шесть раз тяжелее, чем у представителей родственного вида. Эти парные железы вырабатывают множество гормонов — от гормонов стресса до половых, поэтому могут быть связаны с наблюдаемыми различиями в социальном поведении.

Сравнение размера надпочечников домашней мыши (house mouse), оленьего хомячка (deer mouse, Peromyscus maniculatus) и берегового хомячка (oldfield mouse, Peromyscus polionotus). При этом береговой хомячок в среднем весит 13 граммов против 18 грамм оленьей мыши. Иллюстрация: Andres Bendesky et al., Nature (2024).

В норме у млекопитающих надпочечники делятся на три слоя. Но у моногамных хомячков Peromyscus polionotus обнаружили абсолютно новую, четвертую зону, которую назвали zona inaudita, или «неслыханная ранее зона». Исследователи провели генетический анализ клеток надпочечников из этого слоя и выяснили, что один ген, Akr1c18, проявлял гораздо большую активность в сравнении с клетками других слоев. 

Этот ген отвечает за производство фермента, который, в свою очередь, помогает создавать малоизученный гормон — 20α-OHP, производное полового стероидного гормона прогестерона. Ранее 20α-OHP находили в организмах людей и других млекопитающих, но считали неактивным метаболитом, в отличие от прогестерона, влияющего на менструальный цикл, беременность и эмбриональное развитие.

Сравнение флуоресценции надпочечников оленьего хомячка (deer mouse, Peromyscus maniculatus) и берегового хомячка (oldfield mouse, Peromyscus polionotus). Отмечены зоны надпочечников, в том числе zona inaudita или «неизвестная ранее зона». Иллюстрация: Andres Bendesky et al., Nature (2024).

Чтобы лучше понять значимость 20α-OHP в жизни хомячков, исследователи однократно вводили небольшую дозу гормона грызунам-родителям, после чего наблюдали за их поведением. Ученые отметили, что даже однократное введение гормона сильно повлияло на уровень родительской заботы у береговых хомячков. Так, животные более тщательно ухаживали за детенышами, следили, чтобы те не сбегали, строили более прочные гнезда. 

В то же время небольшая доза 20α-OHP повлияла и на немоногамных оленьих хомячков, но менее выражено: 17 процентов грызунов-родителей мужского пола стали ухаживать за своим потомством, в то время как до инъекции отцы этим не занимались.

Ученые также оценили влияние гормона на связь в паре, измерив время, проведенное рядом с партнером по сравнению с другими представителями противоположного пола. Однако инъекции 20α-OHP не оказали существенного влияния на время пребывания рядом с представителями противоположного пола для обоих видов хомячков. Тем не менее, как отметили авторы работы, обнаруженный новый слой надпочечников и гормон 20α-OHP, который он производит, способствуют более выраженному родительскому поведению, типичному для моногамии.

Подробнее результаты исследования изложены в статье, опубликованной в журнале Nature.