Мыши определяют социальный статус соперников по запаху

В животном мире социальная иерархия помогает распределять ресурсы и избегать лишних конфликтов. Известно, что победы в схватках укрепляют статус особи, этот эффект называют «эффектом победителя». Но чтобы понять, стоит ли вступать в бой с новым соперником, мышам важно не только помнить свои успехи, но и сразу оценивать статус незнакомца. Ученые из Института Фрэнсиса Крика и Королевского колледжа Лондона выяснили, что для этого мыши используют химические сигналы.

Исследователи хотели понять, как именно мыши узнают статус других — ориентируются ли они на универсальные сигналы, понятные даже при первой встрече, или формируют мнение, исходя из личного опыта общения с каждым соперником.

Чтобы проверить свою гипотезу, ученые использовали поведенческий тест с трубками: две мыши заходят в узкую прозрачную трубку с разных сторон, и более слабая из них отступает. Таким образом исследователи определили социальное положение каждой мыши в группе. Затем они провели серию опытов, чтобы исключить влияние «эффекта победителя» и врожденных черт, таких как склонность к агрессии. Например, они сравнивали мышей с одинаковым опытом побед и поражений в предыдущих схватках или отбирали особей с разными уровнями агрессивности, чтобы убедиться, что последующее поведение зависит не от этих факторов, а именно от восприятия ранга соперника.

Далее мышей с известным статусом вынуждали встречаться с незнакомыми особями. Ученые наблюдали, меняется ли поведение в зависимости от ранга противника. Также они провели интересный эксперимент: наносили на тела мышей мочу более высокоранговых самцов и наблюдали, изменится ли реакция соперников. Известно, что моча доминантных самцов мышей обогащена определенными компонентами, такими как привлекательный для самок дарсин (британские исследователи назвали это вещество в честь мистера Дарси из «Гордости и предубеждения»).

Чтобы выяснить, какие сенсорные системы отвечают за восприятие социального статуса, исследователи временно нарушали их работу. В тесте с трубкой мыши не издают звуков, а визуально определяемые размеры победителей и проигравших не отличались. Более того, мыши успешно распознавали статус друг друга даже в полной темноте (при невидимой для них инфракрасной подсветке) Поэтому исследователи сосредоточились на обонянии.

Примечательно, что кастрация не повлияла на ранг самца, определяемой тестами, следовательно, гормоны гонад не были необходимы для производства «ранговых» хемосигналов.

Обоняние подавляли с помощью инъекции метимазола в брюшную полость — это вещество вызывает быстрое и обратимое разрушение обонятельного эпителия. Контактную хемочувствительность блокировали, избирательно разрушая добавочную обонятельную луковицу (небольшая структура на поверхности основной луковицы, которая, в частности, позволяет воспринимать запахи при дыхании через рот); для этого использовали местные инъекции N-метил-D-аспартата, обладающего нейротоксичным действием. Эти вмешательства по отдельности не влияли на исход схваток, но мыши, лишенные обонятельного эпителия и добавочной обонятельной луковицы, переставали различать статус соперников: низкоранговые особи выигрывали чаще, чем в контрольной группе.

Выяснилось, что статус мыши зависит не от прошлого опыта встреч, а обусловлен универсальными химическими сигналами о ранге. Более того, мыши способны быстро менять свое представление о статусе соперника, если меняются обонятельные сигналы — естественным образом или в результате экспериментального вмешательства. А вот блокировка обоняния полностью лишала их этой способности. Значит, социальный ранг передается через запах и контактные химические сигналы.

Полученные результаты показывают, что способность распознавать социальный статус с помощью химических сигналов заложена в нейронных механизмах мышей и не зависит от обучения или визуальных подсказок, в отличие от определения статуса у людей. Тем не менее врожденные и универсальные механизмы распознавания ранга могут быть эволюционно консервативными и общими для многих видов, предполагают авторы.

У человека обнаружен рецептор «запаха земли»