Создать аккаунт
Главные новости » Наука и технологии » Current Biology: загадка шрекстофа раскрыта спустя 86 лет

Current Biology: загадка шрекстофа раскрыта спустя 86 лет

3



Фото из открытых источников
Исследователи во главе с Ёсихиро Ёсихарой из Центра наук о мозге RIKEN в Японии разгадали рыбную загадку, возникшую еще в 1938 году: что это за шрекстофф — или сигнальное вещество, — которое чувствуют рыбы, когда их товарищи по косяку ранены?
 
В новом исследовании, опубликованном в журнале Current Biology, эксперименты показали, что вещество на самом деле представляет собой два вещества, каждое из которых передает отдельные фрагменты информации. Только когда оба химических сигнала будут обнаружены, рыба отреагирует реакцией «беги или замри». Этот тип обнаружения биологически закодированных совпадений, вероятно, управляет многочисленными типами социального поведения у животных, включая людей.
 
В 1938 году лауреат Нобелевской премии Карл фон Фриш обнаружил, что стайка пескарей ведет себя так, как будто поблизости находится хищник, когда в их аквариум помещают раненого гольяна. Этот защитный механизм позволяет рыбам избегать опасности, даже если они сами не обнаружили хищника напрямую, фон Фриш предположил, что какое-то шрекстофф («пугающее вещество» по-немецки) выделялось из кожи раненого гольяна и было обнаружено его товарищами по косяку через их обоняние, называемое обонянием.
 
С тех пор ученые установили, что рыбы надотряда Ostariophysis, на долю которых приходится около 75% всех пресноводных рыб, ведут себя аналогично, но только в том случае, если травмированная рыба принадлежит к тому же виду. Однако, несмотря на многолетние исследования, идентичность тревожных веществ до сих пор остается загадкой.
 
«Многие исследователи пытались очистить и идентифицировать тревожные вещества, используя экстракты кожи различных видов рыб», — объясняет Ёсихара. «Что отличает наше исследование и причина нашего успеха, так это то, что мы выбрали совершенно другой тип метода скрининга».
 
В предыдущих исследованиях ученые проверяли вещества на предмет очистки, бросая отдельные химикаты в аквариумы с рыбами и наблюдая за реакцией рыб. Затем они сообщили о веществах, которые вызвали наибольшую реакцию страха. Однако результаты не всегда были надежными и повторяемыми.
 
В новом исследовании команда Ёсихары проверяла вещества на основе активности мозга. Они бросили поврежденную кожу рыбок данио в аквариум с рыбками данио, а затем использовали иммуногистохимию, чтобы визуализировать, какие части обонятельной луковицы мозга рыбы отреагировали.
 
Затем они повторили тот же эксперимент, используя поврежденную кожу двух других видов рыб: золотых рыбок, принадлежащих к тому же надотряду Ostariophys, и медаки, которые не входят в него.
 
Они обнаружили, что на поврежденную кожу отреагировали три обонятельные области мозга. Один был неспецифичным и реагировал на все три типа поврежденной кожи, один был специфичным для надотряда, реагировал только на кожу золотых рыбок и рыбок данио, а третий был специфичным для рыбок данио. Поскольку у медаки нет тревожных реакций, а рыбки данио не сильно реагировали на поврежденную кожу золотой рыбки, исследователи пришли к выводу, что для возникновения такого поведения необходимы два химических сигнала: специфичный для надотряда запах, сигнализирующий об опасности! и видоспецифичный запах, сигнализирующий «для нас».
 
Используя усовершенствованную систему, которую они ранее разработали, исследователи биохимически очистили точную молекулу, ответственную за специфическую реакцию мозга рыбок данио, которую они назвали «сульфат даниола», поскольку рыбки данио относятся к роду Danio. Затем, используя специальный тип хроматографии в сочетании с визуализацией кальция в мозге, они идентифицировали молекулу, вызывающую специфичную для остариофизов обонятельную реакцию, которую они назвали остариоптерином.
 
Когда они исследовали кожу многочисленных видов рыб, они обнаружили, что в соответствии с их теорией сульфат даниола был уникальным для рыбок данио, в то время как остариоптерин наблюдался у многих видов рыб из надотряда Ostariophys.
 
Чтобы проверить свою теорию, исследователи повторили свои эксперименты, используя эти соединения вместо поврежденной кожи. Рыбки данио действительно продемонстрировали характерную сильную реакцию страха, но, как и предполагалось, только тогда, когда в воду были помещены и сульфат даниола, и остариоптерин. Кроме того, только в этом состоянии исследователи наблюдали активность в миндалине рыбок данио , области мозга, которая, как известно, контролирует саму реакцию страха. Следовательно, именно в этой области, вероятно, и происходит обнаружение совпадений.
 
«Специфические запахи могут влиять на различные модели поведения, и известно, что даже люди реагируют на запахи, исходящие от других людей», — говорит Ёсихара. «Таким образом, этот тип биологической двухфакторной системы обмена сообщениями может быть общей темой, лежащей в основе многих типов социального общения посредством обоняния».


0 комментариев
Обсудим?
Смотрите также:
Продолжая просматривать сайт echonedeli.ru вы принимаете политику конфидициальности.
ОК