Почему отвергнутые самками самцы мух ищут утешения в... алкоголе

Версия для печати

Сплошь да рядом приходится видеть печальную картину: люди, потерпевшие неудачу в любви, топят свое горе на дне бутылки. Однако, как выяснилось, такое поведение характерно не только для человека. Эксперименты американских биологов показали, что сходная картина наблюдается даже у мух.

Самцы дрозофилы, чьи ухаживания за представительницей прекрасного пола не увенчались успехом, показывают повышенное влечение к алкоголю по сравнению со своими более удачливыми товарищами. Данное исследование раскрывает некоторые фундаментальные механизмы работы системы внутреннего подкрепления.

Как ни удивительно, но эта статья - о любви; точнее, о перипетиях межполовых отношений, а также трудностях полового и вегетативного размножения. В данном случае в центре нашего внимания окажутся мухи, алкоголь и система внутреннего вознаграждения.

«Алкоголизм». Одна из фигур скульптурной композиции Михаила Шемякина «Дети — жертвы пороков взрослых» (Москва, Болотная площадь). Изображение с сайта ru.wikipedia.org

Система вознаграждения (см. Reward system) — это совокупность структур нервной системы, регулирующая поведение с помощью нейромедиаторного вознаграждения в ответ на «правильные» действия. Система эта работает так, чтобы поощрять поведение, способствующее выживанию особи и поддержанию вида, — например, поиск пищи, секс и социальные контакты.

Наркотики «обманывают» эту систему, поскольку выдают поощрение «за просто так», то есть тогда, когда необходимые действия (например, поиск самки и сексуальный контакт с ней), не были осуществлены. Подобный «самообман» не проходит для организма даром: частое употребление наркотиков приводит к привыканию и тяжелым нарушениям системы вознаграждения.

В тему: Как наркомафия захватила Украину. Забытая статистика

Некоторые аспекты искусственного, наркотического вознаграждения и его влияния на поведение можно смоделировать на животных — в том числе на дрозофилах. Именно этим занялась группа американских исследователей под началом Ульрике Хеберляйн (Ulrike Heberlein).

Для своих экспериментов ученые разделили самцов дрозофилы на две группы. Первая — группа «одиноких неудачников» — представляла собой наихудший вариант жизненного пути самца. Этих несчастных насекомых держали в одиночестве, а затем предоставляли возможность встретиться только с уже оплодотворенными самками, отвергающими мужские ухаживания.

Четыре дня подобного издевательства (каждый день у мух проходило три неудачных свидания) заставляли бедных самцов совершенно разочароваться в женском поле. Даже если такой самец встречался с девственной самкой, готовой к копуляции, он обычно не предпринимал попыток ухаживания.

Cамцы из второй группы (назовем их «сгруппированными счастливчиками»), напротив, попали в «мужской мушиный рай». Этих самцов держали в группе по четыре и в течение четырех дней по шесть часов каждый день позволяли общаться с готовыми к копуляции девственными самками, причем на четырех самцов приходилось двадцать самок.
После приобретения столь разного жизненного опыта самцов проверяли на привыкание к алкоголю.

Для этого им в течение нескольких дней предлагали два варианта пищи — содержащей или не содержащей 15-процентный спирт. Результаты эксперимента сильно отличались для двух групп: у отвергаемых самками самцов индекс предпочтения алкоголя (по которому оценивают возникшую зависимость) был значительно выше (рис. 1, A).

Чтобы подробнее изучить, каким образом сексуальная депривация влияет на развитие алкоголизма, исследователи провели еще серию экспериментов: оставили самцов девственниками (рис. 1, B), заставили их ухаживать за обезглавленными самками (в этих душераздирающих условиях ухаживание самца по понятным причинам не отвергается, но редко приводит к копуляции) (рис. 1, C) и, наконец, позволили им всё же спариться с самкой после нескольких неудач (рис. 1, D).

Все полученные результаты свидетельствовали о том, что нарушения в сексуальной сфере ведут к повышению индекса предпочтения алкоголя, а восстановление нормальной сексуальной активности этот индекс значительно понижает. Причем, судя по всему, алкоголизм развивается именно из-за отсутствия секса как такового, а не от переживаний из-за того, что самка отвергла самца (потому что иначе у неопытных девственников и неотверженных обезглавленными самками самцов скорость и сила привыкания к алкоголю не отличались бы от контроля).

Теперь пришло время изучить нейрохимические основы полученных закономерностей. Для этого исследователи сосредоточились на нейропептиде F (NPF) — мушином гомологе человеческого нейропептида Y (см. neuropeptide Y), который, помимо прочих своих функций, влияет на чувствительность к алкоголю, его потребление и другие связанные с ним аспекты поведения. Влияние это пока недостаточно изучено, однако совершенно явно существует.

Для начала исследователи просто посмотрели, как отличаются уровни нейропептида F у трех групп самцов — «одиноких неудачников», «сгруппированных счастливчиков» и «сгруппированных девственников». Уровень NPF оказался наименьшим у неудачников, средним у девственников и наибольшим у счастливчиков (рис. 2). То есть нарушения в сексуальной сфере ведут к понижению уровня этого пептида.

Рис. 2. Различия в уровне транскрипции нейропептида F (Relative NPF transcript levels) у «неудачников» (rejected), девственников (virgins) и «счастливчиков» (mated). Изображение из обсуждаемой статьи в Science

Исследователи предположили, что изменение в уровне нейропептида F отражает состояние мушиной системы вознаграждения. Допустим, пониженный уровень NPF заставляет мух искать вознаграждение — естественное (сексуальное удовлетворение) или искусственное (алкоголь). Удачное спаривание повышает уровень NPF и уменьшает поиски вознаграждения. В случае же неудачи на любовном фронте бедной мухе в качестве вознаграждения остается только алкоголь.

На основе данной модели можно сделать несколько важных предсказаний. Во-первых, то, что и спаривание, и потребление алкоголя активируют систему вознаграждения, то есть, можно сказать, «вознаграждаются». Во-вторых, то, что активация системы NPF-NPFR (NPFR — это рецептор NPF) тоже вознаграждается сама по себе, без сторонних вмешательств. И, наконец, в-третьих, что искусственное повышение уровня NPF приведет к ослаблению алкогольно-поискового поведения. Осталось доказать правильность этих предположений.

Если сексуальный успех, активация системы NPF-NPFR и потребление алкоголя вознаграждаются (или — для многих более привычный термин — подкрепляются), то на их основе можно выработать условный рефлекс — то есть заставить мух полюбить некий нейтральный стимул, если он будет проассоциирован с вознаграждаемым событием.

Для этого исследователи проводили каждое из событий — спаривание, активацию NPF-NPFR-системы и потребление мухами алкоголя — в присутствии нейтрального запаха, а затем проверяли, предпочитают ли мухи этот запах другому — такому же нейтральному — в отсутствие самок, активации NPF-NPFR и алкоголя (разумеется, эксперименты для каждого из событий проводились по отдельности и на разных самцах). Результаты подтвердили первоначальные предположения: и спаривание, и потребление алкоголя, и активация NPF-NPFR являются вознаграждаемыми событиями.

Оставалось проверить, уменьшается ли мушиное влечение к алкоголю при искусственной активации NPF-NPFR-системы. Это исследователям удалось показать с помощью кропотливых генетических манипуляций. Кроме того, ученые обнаружили, что потребление алкоголя повышает уровень NPF, что отлично согласуется с предложенной ими моделью.

Однако хотелось бы отметить одну деталь. Естественная пища дрозофил — гниющие, перебродившие фрукты, которые сами по себе содержат некоторый процент этанола. То есть эти мухи, в каком-то смысле, страдают хроническим алкоголизмом. Поэтому результаты, полученные в данной работе, могут не подтвердиться на других группах животных, ведущих более трезвый образ жизни.

Итак, авторам удалось серьезно расширить представления о функциях нейропептида F, а также выяснить некоторые нейрохимические закономерности, заставляющие сексуально неудовлетворенных самцов мух искать утешения в алкоголе.

Вполне возможно, что исследователи «зацепили» базовый механизм, характерный не только для мух, но и других групп животных, который связывает социальный опыт и склонность к наркотической зависимости. Так и хочется сразу провести множество параллелей и сказать, что влечение к этанолу при неудачах в любви — это фундаментальное свойство всего живого. Но мы не ступим на этот скользкий путь.

Полученные данные говорят только о том, что при невозможности получить подкрепление одним способом мухи выбирают другой. Но если у бедных дрозофил арсенал подкрепляемых действий довольно скуден, то у людей выбор гораздо больше — мы можем получать удовольствие от работы, спорта, общения и многого другого. А значит, у нас есть гораздо больше способов справиться с любовными неудачами.

Источник: G. Shohat-Ophir, K. R. Kaun, R. Azanchi, U. Heberlein. Sexual Deprivation Increases Ethanol Intake in Drosophila // Science.16 March 2012. V. 335. № 6074. Pp. 1351–1355.

—

Вера Башмакова. опубликовано в издании «Элементы»

• Болезни-экзоты: зло под солнцем
• Украина стремительно сходит с ума. «Мозги отшибает» водка и наркота
• Раскрыт секрет ладана