| Аннотация |
Роль поведения в эволюционных процессах обсуждается многими эволюционными биологами. Предполагается, что изменения в нервной системе, связанные со сменой поведения, могут стать пусковыми для возникновения новых эволюционных трендов. Однако конкретные нейробиологические механизмы, которые бы могли обеспечить такое влияние нервной системы на репродуктивные функции и характеристики потомков, остаются практически неизвестными.
Активная стратегия реагирования на события, связанные с изменением климата, а именно усиленная локомоция, направленная на поиск утраченных привычных условий обитания, встречается у многих видов. Научная новизна нашего проекта определяется проверкой оригинального предположения, в соответствии с которым видоспецифичная интенсивная локомоция (ИЛ) может запускать целый спектр адаптационных и преадаптационных изменений организма. Они затрагивают когнитивные и репродуктивные функции, проявляются в характеристиках потомков. Действительно, известно, что ИЛ активирует функции нервной системы у позвоночных и некоторых беспозвоночных, что можно рассматривать как полезную преадаптацию и к меняющимся условиям, и к возможному попаданию в новую среду. Механизмы этой активации исследовались только на лабораторных грызунах, и все еще мало изучены в других таксонах. Могут ли они оказать значимое влияние на микроэволюционные процессы? Для ответа на этот вопрос нужны новые модели, на которых явление можно исследовать на полном жизненном цикле и нескольких поколениях потомков на относительно короткой временной шкале. Мы рассчитываем описать некоторые нейробиологические и молекулярные механизмы, лежащие в основе влияния ИЛ на поведение в других крупных таксонах, выявить возможные консервативные механизмы и создать более удобные модели для изучения этого влияния. Для последующих микроэволюционных и адаптационных процессов важны изменения в репродуктивном поведении и характеристиках потомков под влиянием ИЛ. Эти изменения остаются мало изученными; на выяснение их закономерностей направлен наш проект. Последние данные показывают, что за активацию мозговых функций есть плата - увеличение повреждений нейрональной ДНК. Какую роль это явление может играть в условиях адаптации к изменениям среды? В работе впервые будет рассмотрен вопрос о возможной плате за поведенческую пластичность в меняющихся условиях на уровне повреждений нейрональной ДНК.
Ранее нами были разработаны лабораторные экспериментальные модели для изучения эффектов интенсивной локомоции, вызванной имитацией изменений климата. Предполагается, что исследование будет проводится на представителях трех крупных таксонов (брюхоногие моллюски, насекомые, млекопитающие). Мы исследуем влияние однократного и хронического (повторяющегося) опыта усиленной локомоции на последующее репродуктивное и ориентировочное поведение в новой среде, а также возможные механизмы этого влияния на уровне биофизических характеристик нейронов, полнотранскриптомной экспрессии генов ЦНС и содержания моноаминов. Будет проверено влияние однократного и хронического (повторяющегося) опыта родителей на фенотипическое разнообразие, репродуктивное и ориентировочное поведение, экспрессию генов в ЦНС и выживаемость потомков первого поколения. Для поиска возможных механизмов эпигенетической передачи измененного состояния потомкам мы создадим библиотеки материнских микроРНК в зиготах потомков животных с опытом ИЛ. Планируется количественно оценить повреждения ДНК в релевантных отделах ЦНС, вызванных ИЛ и ориентацией в новой среде. Сопоставление результатов, полученных на модельных объектах - представителях трех разных таксонов (моллюски, насекомые, млекопитающие) позволит оценить универсальность роли активной стратегии реагирования в адаптации к меняющейся среде.
|
