Исследователи Университета штата Индиана обнаружили доказательства того, что вид певчих птиц, который недавно колонизировал городскую среду, проявляет меньше стресса и более смелое поведение по сравнению с аналогиями, живущими в лесу. Они заключают, что адаптация к городской жизни связана с быстрой генетической эволюцией как поведения, так и соответствующих гормональных реакций.
В исследовании под руководством докторанта IU Джонатана У. Атвелла население темноглазых юнков, которое было установлено в городской среде округа Сан-Диего, штат Калифорния, в начале 1980-х годов, демонстрировало настойчиво более низкий уровень кортикостерона при стрессе и готовности чтобы более смело исследовать новые ситуации по сравнению с близлежащим населением видов, обитающих в его лесной области размножения.
Предыдущие исследования показали многочисленные различия в поведении между популяциями популяций популяций диких животных и популяций городских животных, таких как санки Сан-Диего, от потери миграционного поведения и более раннего начала размножения до измененного орнамента оперения и готовности более быстро приближаться к новым объектам или позволить людям подход очень близок. Но большую часть времени неясно, являются ли наблюдаемые различия просто поведенческими и физиологическими изменениями, которые люди делают в ответ на новую среду, или же такие различия являются результатом чего-то более глубокого: генетические изменения.
В исследовании Атуэлла молодые подростки, взятые из Сан-Диего и предкового диапазона в 50 милях от места, были захвачены, а затем подняты в крытый вольер в МЕ, чтобы проверить степень, в которой «природа против воспитания» была ответственна за поведенческие и гормональные различия, наблюдаемые в поле.
В вольерном исследовании «общий сад» местные птицы из обеих популяций выращивались в одинаковых условиях более восьми месяцев. Тем не менее, как и в полевых исследованиях, Джунко Сан-Диего исследовался быстрее и шире и имел более низкие уровни гормонального кортикостерона, вызванного стрессом. Кроме того, у каждого населения люди с более низким уровнем кортикостерона были более смелыми в ходе разведочных исследований, что указывало на тесную связь поискового поведения смелости и гормонов стресса.
«Мы считаем, что повышенная смелость и более низкий кортикостерон развиваются во время колонизации, что указывает на ось гипоталамо-гипофизарно-надпочечников как важный интегрирующий гормональный механизм, связанный с адаптацией к городской жизни», – сказал Атуэлл.
Ось гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой или оси HPA представляет собой сложную сеть взаимодействий между надпочечниками, гипоталамусом и гипофизом, которая контролирует стрессовые реакции и регулирует пищеварение, иммунную систему, сексуальность, настроение и потребление энергии. У людей это связано с нейробиологией расстройств и болезней, таких как биполярное расстройство, алкоголизм, тревожное расстройство и посттравматическое стрессовое расстройство.
Учитывая, что у городских колониальных юнкеров, по-видимому, есть гены для более смелого поведения и снижения уровня кортикостерона по сравнению с их коллегами в лесу, Atwell предлагает, чтобы дальнейшие исследования еще более четко установили связь между адаптацией городов и ответами HPA. В частности, группа заинтересована в изучении и секвенировании различных областей гена рецептора допамина Drd4, который был связан с смелостью и застенчивостью у других животных.
«Мы предполагаем в этот момент, что мы коррелировали эволюцию по линиям наименьшего сопротивления, подтвержденным стойкой зависимостью между интегрированной моделью адаптивного расхождения по поведенческому признаку и гормональным механизмом – осью HPA – которая лежит в основе этого расхождения», – сказал он сказал.
В то время как поведенческие и гормональные уровни развивались вместе, ученые отметили в недавно опубликованном исследовании «Поведенческая экология», что не было единственного оптимального баланса гормональной и поведенческой стратегии, который был лучшим – разные поведенческие и физиологические стратегии, похоже, работают для разных людей и групп населения, поэтому изменение этих признаков сохраняется.
«Теперь нам нужно провести дополнительные исследования нейроэндокринных и генетических механизмов, связывающих гормональные и поведенческие черты, чтобы определить эволюционное значение этих ассоциаций», – добавил Атуэлл.
«Поведение смелости и физиология стресса в новой городской среде предполагают быстрое коррелируемое эволюционное приспособление» была соавтором Даниэль Дж. Уиттакер из Мичиганского государственного университета; Выпускник колледжа Эрлхэм Самуэль Кэмпбелл-Нельсон; затем IU студент Кайл У. Робертсон; Гонкало К. Кардозу из Университета Порту, Португалия; и IU заслуженный профессор Эллен Д. Кеттерсон. Уиттакер является бывшим докторантом в исследовательской группе Ketterson, которая находится в отделе биологии Университета искусств и наук.