Просто осязание

В бихевиористских исследованиях для изучения проблем воспитания часто требуются эксперименты, в которых близнецов распределяют в разные семьи. Такой же эксперимент провели с крысами. В течение двенадцати часов после рождения у самки с низким уровнем внимания к потомству забрали двух детенышей и поместили их в помет к заботливой крысе-матери. Когда крысята выросли, у них снизились поведенческие и гормональные стрессовые реакции по сравнению с братьями и сестрами. У детенышей с перекрестным воспитанием гораздо больше шансов вырасти в заботливых родителей. И наоборот, у детенышей, которых забрали от заботливой матери к невнимательной самке, наблюдалась повышенная реакция на стресс, и они вырастали в особей с низким уровнем заботы.

Эти результаты свидетельствуют о поведенческой, а не генетической передаче реакции на стресс. Но последствия высокого уровня заботы должны каким-то образом изменять мозг и гормональную систему детенышей, поэтому эти эффекты все еще носят биологический характер. Фактически теперь мы знаем некоторые биохимические детали того, как материнское вылизывание меняет экспрессию генов и лежит в основе передачи поведенческих паттернов от поколения к поколению. В этих «эпигенетических сигналах» природные и воспитательные факторы встречаются на молекулярном уровне.

Если воспитание потомства, устойчивого к стрессу, благотворно, то почему бы всем матерям-крысам не начать вылизывать детенышей почаще, наделяя их тем самым преимуществом? Этот тип отбора может происходить даже в том случае, если способ передачи является поведенческим, а не генетическим: если крысята матерей с низким уровнем заботы находятся в невыгодном положении в плане выживания и размножения, то разве не будут доминировать крысята, выросшие в более заботливой среде? Ответ сложен и не совсем ясен.

Дикая норвежская крыса, населяя большое разнообразие экологических ниш, от городских свалок до лугов и лесов, сталкивается с широким спектром проблем, включая опасность от различных хищников, поиск источников пищи и приспособление к погодным условиям. Майкл Мини и его коллеги предположили, что в некоторых экологических нишах, где мало пищи и много хищников, может быть выгоднее иметь более высокую степень реактивности на стресс. Чтобы понять, как происходят изменения в родительском поведении у крыс, живущих в неблагоприятных условиях, можно провести аналогию с балансированием человека между работой и семьей. Крысы-матери чаще покидают гнездо в поисках пищи и, следовательно, имеют меньше времени на уход за потомством.

Что нам может сказать связь между тактильной стимуляцией у матери-крысы и реакцией на стресс у ее детенышей о других видах? Давайте рассмотрим филогенетическое дерево от корней до самой кроны.

Вот крошечный обитатель почвы, питающийся бактериями, круглый червь C. Elegans, который достигает длины около 1 мм в зрелости, через три дня после рождения. Биологи без ума от этого создания, поскольку его легко выращивать в лаборатории, оно быстро размножается и к тому же прозрачно. Теперь у нас есть полная карта его нервной системы, состоящей из 302 нейронов (по сравнению с 500 миллиардами в человеческом мозге). Только шесть из них являются сенсорными рецепторами, встроенными в стенку тела. Эти нейроны осязания доносят информацию, заставляющую червя двигаться вперед или назад, в зависимости от того, с чем он сталкивается (частицы почвы, поверхностное натяжение жидкости, другой червь).

В эксперименте новорожденных червей выращивали в группах по тридцать-сорок особей в лабораторной посуде, заполненной питательными веществами, они достигали своей полной длины, подобно диким червям, собранным в почве. Когда сенсорные рецепторы этих взрослых червей, выращенных в колонии, стимулировали постукиванием по краю стенки коробки, они, как правило, меняли направление и начинали двигаться в обратную сторону. Однако, когда червь рождался и вырастал в изоляции от других червей, он не достигал своей потенциально возможной длины и имел более слабую реакцию на постукивания по стенке коробки. Изолированные черви, как правило, двигались прямо, как будто не чувствовали вибрации.

Катарина Ранкин и ее коллеги из университета Британской Колумбии обнаружили, что они могут полностью обратить вспять дефицит развития как длины тела, так и реакции на вмешательство. Ученые поместили коробку с новорожденным червем в ящик на подкладке, после чего опускали этот ящик с высоты 5 см на стол тридцать раз в течение нескольких минут. Эта процедура также обратила вспять некоторые биохимические и структурные изменения в шести сенсорных нейронах, которые, как считается, ослабили их способность сообщать сенсорные реакции другим нейронам. Даже у такого простого организма, как червь, обладающего только шестью чувствительными к прикосновению нейронами, самка которого не занимается воспитанием детей, тактильная стимуляция играет важную роль в развитии организма и нервной системы, и ее воздействие сохраняется во взрослом возрасте.