Варіант батареї тестів для фенотипування тварин

№	Блоки поведінкового й фізіологічного скринінгу
1.	Загальне здоров'я, зовнішній вигляд, індивідуальні характеристики: вага, довжина й форма тіла, вух, голови; наявність шерсті, вусів та ін.; низка фізіологічних параметрів організму, у тому числі температура тіла; аналіз крові, сили; серцевий і дихальний ритми; м'язовий і черевний тонус, тонус кінцівок, передача нервово-м'язового збудження; подразливість, агресивність, вокалізація, страх; особливості урінації, дефекації, слинотечі, сльозотечі; споживання їжі й води.
2.	Оцінка сенсорних і моторних функцій тварини: слухова, зорова, ольфакторна та больова чутливість; особливості пози, ходи, підтримки рівноваги; наявність дивного поведінка; спонтанна локомоторна активність; циркадні ритми.
3.	Аналіз вищої нервової діяльності тварини: соціальна й емоційна поведінка; навчання та пам'ять.

Таким чином, генетики використовують у своїх дослідженнях широкий арсенал методів, специфічного устаткування та програмного забезпечення для оцінки поведінкової ознаки. Використання сучасних методологічних і інструментальних можливостей поведінкового фенотипування дозволяє досліджувати практично весь етологічний репертуар тварин.

Питання для повторення й обговорення.

1. У чому особливості методів оцінки ознак поведінки?

2. Як генетики використовують при вивченні поведінкових ознак етограмми і соціограми?

3. Які методи використовують генетики при вивченні фототаксису і геотаксису у дрозофіли?

4. Які методи використовують генетики при вивченні локомоторної активності?

5. У чому особливості методу «лабіринту»?

6. У яких випадках можна використовувати метод диференційованого дресирування?

7. Які поведінкові тести використовують для оцінки зору у генетиці поведінки?

8. У чому особливості дослідження ольфакторної перцепції?

9. Які методи оцінки тривожності і депресії використовують у генетиці поведінки?

10. Які тести використовують у генетиці поведінки для оцінки когнітивних функцій?

11. Що ви знаєте про тести для дослідження соціальної поведінки тварин, які використовують у генетиці поведінки?

5. Деякі принципи генетичного аналізу поведінки.

Генетичний аналіз є основним методом генетики, з його допомогою досягається вичленовування спадкових факторів – генів, що контролюють аналізовану ознаку. Відомий генетик О.С. Серебровський писав: «Подобно тому, как основой наших химических знаний явля­ются данные, добываемые химическим анализом, разлагающим вещества на составляющие их простые элементы, так и в основе наших генетических знаний лежит генетический анализ, разлагаю­щий генотип организма на составляющие его наследственные элементы».

Значення генетичного аналізу для генетики поведінки важко переоцінити, оскільки це один з її основних методів, завдяки якому ця наука сформувалася як самостійний науковий напрямок.

Генетичний аналіз поведінки за допомогою дослідження плейотропного ефекту морфологічних мутацій.

Світова генетична колекція Drosophila melanogaster включає багато сотень мутацій, що впливають на всі частини й органи тіла. Наприклад, такі, що змінюють пігментацію очей або хітинових покривів, форму очей або крил, призводять до зникнення окремих жилок на крилі, щетинок на тілі або цілих органів: антен, очей чи крил.

При вивченні плейотропного ефекту морфологічних мутацій на поведінкові реакції дуже важливо, в методичному відношенні, розділити можливий вплив генотипічного середовища від впливу аналізованого мутантного гена.

Вивчення плейотропного ефекту морфологічних мутацій почалося в 1915 році, коли Стертевант став досліджувати вплив на статеву активність і вибірковість парування рецессивных мутацій, що порушують пігментацію очей (white, vermilion), тіла (yellow) і змінюють форму крил (curved). Всі мутантні самці в його дослідах поступалися в конкуренції за самиць самцям дикого типу. У той же час самиці з жовтим забарвленням тіла відрізнялися підвищеною статевою рецептивністю.

У 40-х роках Дж. Скотт і Р.А. Мазінг продовжили вивчення плейотропного впливу морфологічних мутацій на поведінку дрозофіли. Р.А. Мазінг піддала ретельному дослідженню інтенсивність фотореакції та вибірковість яйцекладки. Для вивчення фототаксису нею були обрані мутації, що зменшують число фасеток в оці (Bar, eyeless), змінюють пігментацію очей (white, sepia), редукують поверхню крила (vestigial, dumpy), а також мухи дикого типу. Мух випробовували в Т-образних скляних трубках, до одного з кінців яких підводили джерело світла, і порівнювали їхнє просування до освітленого кінця.

У мух всіх мутантних ліній фототаксис виявився послабленим. Але треба було з'ясувати, чи пов'язаний цей ефект із дією самих мутацій, або з дією генотипічного середовища. Для відповіді на це питання було проведено кілька серій схрещувань. Було виявлено, що процедура таких схрещувань майже у всіх випадках призводить до повного відновлення до рівня норми фотореакції в гібридного потомства, що має мутантний фенотип. Тим самим була доведена вирішальна роль генотипічного оточення в контролюванні фототаксису.

Аналогічні підходи були використані Р.А. Мазінг при вивченні іншої поведінкової ознаки – вибірковості відкладання яєць на різні живильні середовища, такі що місять цукор і ті, що його не місять.

Протягом наступних років морфологічні мутації широко залучалися для дослідження статевої та рухової активності, вибірковості парування та низки інших поведінкових реакцій.

При вивченні статевої поведінки самців yellow і самців дикого типу було виявлено, що статева стимуляція самиць значною мірою досягається за рахунок вібрації крил самців. Самці yellow вібрують крильми під час залицяння менш інтенсивно й через більші інтервали, порівняно з нормальними самцями, це призводить до різкого зниження конкурентоспроможності мутантів.

За допомогою вивчення морфологічних мутацій вдалося продемонструвати роль антени й пов'язаного з нею чутливого виросту — арісти в сприйнятті статевих стимулів самців. Самиці, гомозиготні по мутації antennaless і позбавлені тим самим ольфакторної чутливості через відсутність антен, не здатні до вибіркового спарування.

Для успішного здійснення статевих реакцій має значення й нормальна зорова рецепція. Так, при статевій конкуренції самців, що несуть різні мутації в гені white, білоокі особини на світлі поступалися самцям з більш інтенсивною пігментацією, у той час як у повній темряві шанси конкурентів зрівнювалися.

Пігментні мутації дрозофіли представляють інтерес і для нейрогенетики тому, що деякі попередники утворення пігментів служать одночасно джерелом синтезу нейроактивних речовин. Так, коричневі очні пігменти омохроми виникають на кінці магістральної гілки кінуренінового шляху обміну триптофану, який одночасно є попередником серотоніну та гормону мелатоніну.

Пігмент меланін у кутикулі мухи утворюється в результаті обміну іншої амінокислоти – тирозину. А тирозин, при окисленні, служить попередником катехоламінів – дофаміну й норадреналіну. Таким чином, можна припускати, що пігментні мутації дрозофіли впливатимуть одночасно й на поведінкові особливості.

Дійсно, у мух мутантних ліній yellow, ebony і tan зі зміненим забарвленням тіла та зі зниженою статевою й руховою активністю знайдені значні відмінності від норми у вмісті дофаміну. Показано зниження добової рухової активності мух мутантних ліній vermilion і cardinal, які позбавлені коричневих пігментів та мають через це яскраво-червоний колір очей.

Згадана вище мутація tan цікава ще й тим, що вона на відміну від усіх інших пігментних мутацій, порушує фототаксис. Тонкими електрофізіологічними дослідженнями, при знятті електроретинограм, вдавалось виявити порушення в мутантних особин функції окремих уніполярних нейронів у ламінарному шарі клітин сітківки зорового аналізатора.

Описано морфологічні мутації, що змінюють положення крил: wing-up А и wing-up В. Обидві ці мутації, неалельні одна одній, локалізовані в X-хромосомі в районі локусу forked. Обидві вони, в гомозиготному чи гемізиготному стані, обумовлюють підняте догори, вертикальне, положення крил і нездатність літати. Мутація wing-up В у гетерозиготному стані порушує здатність до польоту, тобто по даній ознаці вона є домінантною, тоді як її видимий морфологічний прояв носить рецесивний характер. Виявилося, що в мутантних мух має місце порушення рухової мускулатури крил.

«Видимі» мутації дрозофіли служать багатим джерелом для вивчення генетичної детермінації фізіологічних особливостей. У деяких випадках з їхньою допомогою вдається розкрити структурні й функціональні основи поведінкових ознак.

Генетичний аналіз поведінки за допомогою спонтанних і індукованих мутацій.

Для вивчення поведінкових ознак важливо одержати досить представницькі вибірки мутацій, що на них впливають. При наявності таких вибірок стає можливим виявити участь різних генів у контролюванні даної ознаки, розкрити характер їхньої взаємодії, підійти до механізмів генетичного регулювання поведінкових особливостей.

Питання про необхідність одержання в достатніх кількостях потрібних поведінкових мутацій у дрозофіли був поставлений С. Бензером у сімдесятих роках ХХ століття. Бензер вважав, що завдання зводиться до створення аналогів селективних середовищ, де в якості фактора селекції виступала б сама поведінкова особливість мутантних мух. У відповідь на відповідний подразник вони повинні автоматично відділятися від іншої маси нормальних особин. Надійність виділення потрібних мутантів підвищують за рахунок багаторазового повторення процедури сортування особин за поведінкою.

Свої ідеї Бензер реалізував при одержанні мутацій, що впливають на фотореакцію, при індукції їх хімічними мутагенами. Використовували сильний алкілуючий агент етилметансульфонат, що викликає у великій кількості точкові мутації типу заміни пар основ, та методику «Muller-5», яка зазвичай застосовується для виділення рецесивних зчеплених зі статтю мутацій, а також деякі інші методики й лінії зі зчепленими А-хромосомами в самиць.

Рис. 1.39. Метод виявлення рецесивних зчеплених зі статтю летальних мутацій у дрозофіли (методика «Muller-5»)

В – ген смугопобіних очей; w^a – ген абрикосового кольору очей.

Ефективний спосіб виділення термочутливих неврологічних мутантів розробив в 1971 році Сузуки. Він, так само як і Бензер, використовував для індукції мутацій хімічні мутагени.

Високоефективне селективне середовище для добору фізіологічних мутантів з нульовою активністю алкогольдегідрогенази (АДГ) розробили в 1972 році Софєр і Хеткоф.

Таким чином, завдання зі створення селективних методик для виділення фізіологічних і поведінкових мутацій у дрозофіли було вирішене. Але одержання мутацій за певною ознакою є лише першим етапом генетичної роботи.

Другий етап вивчення генетики поведінки за допомогою індукованих мутацій полягає у встановленні генів, до яких належать виділені мутації.

Імовірні три ситуації:

• всі виділені по даній ознаці мутації будуть результатом мутування одного гена;

• кожна окрема мутація буде результатом змін окремого локусу;

• мутує кілька локусів, причому деякі з них неодноразово.

Для визначення приналежності двох рецесивних мутацій до того самого чи різних генів використовують функціональний тест на алелізм. Для цього їх поєднують у гетерозиготному стані в потомстві від схрещування гомозиготних батьків:

де а₁ і a₂ – мутації за даною поведінковою ознакою.

Якщо в гетерозиготних особин F1 виявиться аномальна поведінка, то можна вважати, що аналізовані мутації не є комплементарними одна одній, тобто є алелями одного гена, і їхній генотип варто записувати як (1). Якщо ж у гетерозигот F1 виявиться нормальна поведінка, значить в аналіз залучені комплементарні, взаємодоповнюючі мутації, які відносяться до різних локусів (2).

У роботах Хотта, Бензера, Сузукі було випробувано на алелізм по кілька десятків рецесивних зчеплених зі статтю мутацій. Мутації, що змінюють фототаксис, виникли, як виявилося, у результаті мутування семи різних генів у Х-хромосомі, а температурозалежні мутації, що викликають параліч, розподілилися між чотирма генами.

Третій етап генетичного аналізу полягає в картуванні локусів, по яких розподілені виділені мутації. Картування нових мутантних генів, у тому числі й тих, що впливають на поведінку, досягається за допомогою ліній-тестерів, що несуть у відповідній хромосомі низку рецесивних і домінантних маркерів, таких ознак, які легко відрізнити та гени яких точно локалізовані. У гібридному потомстві враховують частоту рекомбінантних класів особин, що несуть досліджувану ознаку й маркерні ознаки. Необхідний результат може бути також досягнутий за допомогою тестерних ліній, що несуть серію делецій уздовж хромосоми.

Гени, що контролюють дану поведінкову ознаку, можуть розподілитися на генетичній карті будь-яким образом. Наприклад, Каплан зі співробітниками досліджував мутації, що порушують локомоцію й чітко проявляються на провокаційному тлі, – при ефірному наркозі. Тридцять отриманих ними мутацій розподілилися по чотирьох локусах у Х-хромосомі на ділянці близько 30% довжини генетичної карти, тобто в 30 морганід. В іншій роботі 53 термочутливі мутації з 52 локусів, зосередилися на одній ділянці, що займає 13% довжини генетичної карти 3-ї хромосоми.

Доведення генетичного аналізу до картування окремих генів, що контролюють фізіологічну або поведінкову ознаку, дозволяє зрозуміти генетичну організацію цієї ознаки.

Фенотипічну локалізацію дії мутантного гена можна здійснити за допомогою хромосомних мозаїків. У сімдесяті роки ХХ століття вченими Хотта й Бензером були отримані мозаїчні особини, що несуть різні по величині нормальні й мутантні частини тіла.

В експерименті використовувалися раніше отримані рецесивні мутації, які розподілені по п'яти локусах Х-хромосоми та порушують фототаксис. Ці мутації шляхом кросинговеру нарізно сполучалися в одній хромосомі з рецесивними маркерами: у w sn f. Гомологічна Х-хромосома несла нормальні алелі цих рецесивних мутацій, але включала структурну перебудову, що надавала їй форму кільця.

Така незвичайна кільцева хромосома вже на ранніх ембріональних стадіях розвитку має високу ймовірність перетерпіти розриви та, у результаті, втратитися. Ті тканини, у клітинах яких збережуться обидві Х-хромосоми, будуть за фенотипом нормальними. Ті ж тканини й органи, які розів'ються з клітин, що втратили кільцеву Х-хромосому, виявляться мутантними, оскільки рецесивні мутації, будучи в гемізиготному стані, зможуть тепер виявитися.

Чим раніше в онтогенезі відбудеться елімінація кільцевої Х-хромосоми, тим більша ділянка тіла буде мати мутантний фенотип. При наявності маркерів, що змінюють забарвлення тіла (у), ока (w) і форму щетинок (sn і f ), мутантні тканини легко розрізнити на поверхні будь-якої ділянки тіла.

Рис. 1.40. Гінандроморф дрозофіли:

лівий бік тіла (чорний) складається із клітин із двома Х-хромосомами, а правий (білий) – з клітин з однією Х-хромосомою.

Рис. 1.41. Інші варіанти будови гінандроморфів дрозофіли. Типи мозаїчності фенотипу в гінандроморфних особин D.melanogaster по мутації hyperkinetic.

Відомо, що в складному оці дрозофіли є близько 800 оматідієв. (Оматідій – це структурна й функціональна одиниця фасеточного ока комах. Оматідії сформувалися в ході еволюції з ізольованих простих вічок при їхній інтеграції в складні, або фасеточні, очі). Кожний оматідій включає 8 впорядковано розташованих фоторецепторних клітин.

Хотта й Бензер знімали електроретинограми – ЭРГ – (це запис біоелектричних потенціалів сітківки ока, що виникають при дії на неї світла) у мозаїчних особин, що мали одне око нормальне, а інше – мутантне, або ж частину ока нормальну, а іншу – мутантну. В окремих випадках досліджували мозаїків з порушенням лише кількох оматідіев. У результаті був доведений високий ступінь автономності фоторецепторних клітин ока, функціонування яких визначається особливостями їх власного генотипу.

Одночасно з роботою Хотта й Бензера з'явилася робота Ікєди та Каплана, які застосували метод одержання мозаїків для нейрофізіологічного дослідження мутацій, що викликають посмикування лапок у наркотизованих ефіром мух. Було вивчено 77 гінандроморфів, що несуть у Х-хромосомі відповідну мутацію. За допомогою мікроелектродної техніки одержали характеристики електричної активності окремих нейронів торакального ганглія й довели автономність окремих мотонейронів у про-, мезо- і метаторакальних відділах торакального синганглія.

Без використання генетичних підходів одержання таких результатів навряд чи було б можливим.

Дослідження мозаїчних особин дозволило Хотта й Бензеру запропонувати спосіб вичленовування так званих фокусів - структур, відповідальних за прояв поведінкових ознак.

Логіка міркувань при цьому була такою. У ранньому ембріогенезі дрозофіли, вже на стадії бластодерми, окремі ділянки ембріону детерміновані. З них формуються імагінальні диски, які, у свою чергу, дають початок певним частинам тіла імаго. Якщо мозаїцизм захоплює дану ділянку тіла, що виявляється за допомогою маркерів, і це супроводжується певною поведінковою аномалією, то тим самим доводиться ураження нервової системи, мускулатури або інших структур саме в даній ділянці.

Таким шляхом було підтверджено, що мутації, які порушують зорову рецепцію та змінюють електроретинограму, порушують клітини ока або ділянки, що безпосередньо до них примикають. Мутація Hk^1P порушує функцію торакального ганглія. Складний фокус мутації drop-dead (drd), що викликає ранню загибель мух, перебуває в церебральному ганглії. Білатеральні взаємозалежні фокуси мутацій wings-up локалізуються в районі торакса.

Одержання мозаїків можливе лише при втраті однієї з Х-хромосом. Якщо ж втрачається одна з великих аутосом, тоді дуже швидко наступає загибель особини. Але Холл і Кенкєль, співробітники Бензера, транслокували на Х-хромосому невеликі ділянки аутосом, нестача яких у гетерозиготному стані не призводить до летального результату. Ці дослідники у якості маркерів використовували мутантні гени кислої фосфатази та α-гліцерофосфатдегідрогенази, що дало можливість спостерігати мозаїцизм тканин також і на внутрішніх органах.

При вивченні генетики поведінки використовують і неврологічні мутації. Наприклад, Лєвін і Вімен провели дослідження морфології літальних м'язів і їхньої іннервації, використовуючи для цього мутацію stripe. Мутантні гомозиготні мухи не здатні літати, їхня моторна активність редукована до короткочасних високочастотних фібриляцій крил, однак видимих морфологічних відхилень від норми вони не мають. Ґрунтуючись на результатах мікроелектродної техніки, автори дійшли висновку, що ненормальна поведінка мух stripe зумовлена дисбалансом у передачі імпульсів, що направляються синергічним волокнам, і імпульсів, що направляються м'язам-антагоністам.

Конопка й Бензер провели дослідження циркадного ритму за допомогою серії спеціально отриманих мутацій. При застосуванні хімічного мутагену етилметансульфонату (ЭМС) були отримані три зчеплені зі статтю рецесивні мутації, що змінюють добову циклічність виходу імаго з пупарієв: per", per', per¹. Всі три мутації локалізовані на короткій ділянці Х-хромосоми між генами zeste (1.0) і white (1.5).

Мутація null-period-arhythmic (per⁰) зумовлює порівняно рівномірний розподіл частот відродження мух протягом доби. Мутація short-period (per^s) контролює цілком чіткий ритм, але не при 24-годинному, а при 19-годинному циклі. Мутація long-period (per^l) подовжує цикл виходу до 28 годин.

У лабораторії Бензера в 1976 році була отримана зчеплена зі статтю мутація dunce («тупиця»). Особливість цих мутантів полягає в нездатності до вироблення умовних рефлексів уникання на специфічний запах при підкріпленні електричним струмом. У той же час їх нюхові реакції, так само як інші фізіологічні й поведінкові особливості, зберігаються нормальними.

Отримані мутації, що зумовлюють резистентність до таких нейротропних і психотропних речовин, як амфетамін, барбітал, бідрин, фізостігмін, кофеїн, теофілін і пікротоксин. Ці мутації представляють інтерес для дослідження метаболізму нейромедіаторів.

Одержання мутацій, що впливають на фізіологічні й поведінкові ознаки, відкриває сприятливі можливості для їх наступного поглибленого дослідження. Генетичний аналіз таких мутацій може бути здійснений повною мірою, аж до картування на генетичній карті. З їхньою допомогою може бути розкрита система генетичного контролю фізіологічних ознак.

Внесок мутаційного аналізу поведінкових ознак у генетику поведінки є досить значним.

Генетичний аналіз поведінки за допомогою порівняльно-генетичних і селекційних методів.

Селекційний та порівняльно-генетичний методи є традиційними для генетики поведінки, оскільки саме на них ґрунтувалися перші уявлення про спадкову обумовленість поведінкових ознак.

Порівняльно-генетичний метод полягає у виявленні відмінностей серед особин, вирощених в ідентичних умовах, але приналежних до різних генетичних сукупностей, які репродуктивно ізольовані, наприклад видам, популяціям або лініям.

Селекційний метод полягає в доборі для розмноження в ряді поколінь особин з певними рисами поведінки. Двосторонній добір на альтернативні варіанти ознаки (наприклад, негативний або позитивний фототаксис) або на різний ступінь прояву ознаки (високу або низьку активність) дозволяє не тільки практично вичленувати із загальної фенотипічної мінливості ознаки частку спадково обумовленої варіабельності, але й одержати лінії, що чітко різняться за ознакою, що є важливим.

У результаті селекційного й порівняльно-генетичного методів підбирають пари ліній, контрастні за поведінкою, для їхнього подальшого вивчення гібридологічними, фізіологічними й біохімічними методами.

Інбредні й селектовані лінії мають значно більш складні відмінності, ніж мутантні, виділені з материнської лінії в результаті індукованого мутагенезу, тому гібридологічний аналіз інбредних і селектованих ліній, як правило, не можливо довести до локалізації генів, відповідальних за лінійні відмінності.

Однак обмежити дослідження в генетиці поведінки використанням тільки мутаційних моделей не представляється можливим. Для вирішення низки важливих проблем у цій області селекційні моделі є більш адекватними, ніж мутаційні: наприклад, при з'ясуванні ступеня генетичної обумовленості індивідуальної мінливості поведінки та адаптивного значення окремих поведінкових особливостей, вивчення популяційного поліморфізму поведінкових ознак, виявлення ролі поведінки в мікроеволюційних процесах.

З двох традиційних підходів – порівняльно-генетичного й селекційного – останній, більш перспективний для модельних експериментів з генетики поведінки дрозофіли, оскільки дозволяє вести дослідження властивостей поведінки, що цікавлять, та отримувати лінії з бажаним ступенем контрастності.

Особливе місце в порівняльно-генетичних дослідженнях займають порівняльно-видові зіставлення. Вони не претендують на роль модельних, тому що обмежують застосування гібридологічного аналізу: у дрозофіли, як і в інших організмів, міжвидові схрещування рідко дають життєздатне й фертильне потомство. Такого роду досліди переслідують спеціальні цілі: оцінку генетичної відстані між видами, вивчення механізмів їхньої ізоляції, з'ясування видових особливостей способу життя, виявлення специфічних і обопільних екологічних потреб видів, що живуть спільно.

Із всіх ознак поведінки в порівняльно-видових дослідженнях найбільша увага була приділена статевій поведінці. Особливості статевої поведінки були вивчені в 101 виду роду Drosophila, які відносяться до різних систематичних груп. Це внесло певний вклад в еволюційну систематику даного роду. Для більшості видів дрозофіл встановлена більш активна роль самиць у вибірковості парування, однак, на даний час виявлений вид, де провідну роль у цьому процесі відіграє самець.

Види дрозофіли різняться за ступенем залежності статевої поведінки від освітлення, а також за здатністю самців залицятися до безголових самиць.

У деяких випадках завдяки схрещуваності спорідненості видів групи D. paulistorum, а також D. simulans і D. melanogaster, D. pseudoobscura і D. persimilis, D. auraria і D. triauraria вдається здійснити елементарний генетичний аналіз видових особливостей поведінки з одержанням гібридів першого покоління.

Методом селекції можна підвищити ефективність міжвидових схрещувань, знизити фізіологічну ізоляцію видів. Однак, при використанні такого прийому для підвищення розв'язної здатності генетичного аналізу видових ознак треба впевнитися, що селекція не зачепила аналізованих ознак.

У дослідах з генетики поведінки використовують такі стандартні лінії як «Орегон», « Кантон-С», а також «Флорида», «Единбург» і деякі інші, більш рідкісні лінії. Додатковим джерелом унікальних інбредних генотипів для порівняльно-генетичних досліджень у дрозофіли можуть служити великі набори мутантних ліній.

Була успішною також селекція мишей і щурів за ступенем виразності низки поведінкових ознак. Здійснено селекційні програми, які охопили практично весь діапазон ознак поведінки, що показали генетичну мінливість, – від швидкості проведення нервового збудження в нервово-м'язовому синапсі до високої й низької здатності до навчання. У той же час за допомогою селекції формуються лінії, які складаються із тварин, подібних по виразності досліджуваної ознаки й іноді ряду інших ознак, але не генетично однорідних. Це утруднює використання їх з метою ідентифікації генів, що впливають на дану ознаку.

У ряді випадків вдається провести роботу з виведення інбредних селектованих ліній, тобто отримати повністю гомозиготних тварин з контрастними у випадку двох ліній величинами ознаки, що вивчається. Інбридинг починають після того, як отримані міжлінійні відмінності, що не перекриваються, за досліджуваною ознакою. Таких ліній небагато. Як приклад можна привести інбредні лінії мишей Short- і Long sleep, у яких після гіпногенної дози етанолу розвивається або короткий, або довгий період сну відповідно. Основну ж масу становлять інбредні лінії мишей і щурів, виведені раніше, ще до початку активних досліджень в області генетики поведінки. Такі лінії були необхідні для досліджень з імунології, гістосумісності, онкології.

Основними відмінностями інбредних ліній від генетично гетерогенних аутбредних, є їх ізогенність, гомозиготність, фенотипічна подібність, довгострокова стабільність, можливість ідентифікації.

Оскільки ймовірність різких відмінностей поведінки у випадково взятих ліній невелика, зазвичай одночасно обстежують кілька ліній. Якщо до поведінкових оцінок інбредних ліній додати оцінки їхніх гібридів, то з'являється можливість розкласти генетичний компонент мінливості ознаки на її складові: мінливість, що залежить від адитивної дії генів, а також залежну від алельної та неалельної взаємодії генів, тобто відповідно від домінування й епістазу.

Для оцінки цих параметрів розроблений спеціальний метод диалельного аналізу. Метод ґрунтується на уявленнях про полігенне спадкування поведінкових ознак і на допущенні наявності тільки двох алелей для кожного локусу. Вихідним матеріалом для математичного аналізу служать дані диалельного схрещування, тобто всіх можливих комбінацій між обраними лініями. Диаллельний аналіз, дозволяє оцінити нижню межу кількості генів, що впливають на ознаку, визначити їх адитивний ефект, ступінь і напрямок домінування, охарактеризувати батьківські лінії за загальною і спеціальною комбінативною здатністю, а також за відносним вмістом в них алелей з рецесивною або домінантною дією, та виявити відмінності в реципрокних схрещуваннях.

Диаллельний аналіз є прекрасним методом для формально-генетичного вивчення мінливості за ознаками поведінки в популяціях, для з'ясування генетичної організації ознаки на рівні популяції. Для аналізу генетичної детермінації ознаки на рівні організму існують більш тонкі й адекватні методи.

Питання для повторення й обговорення.

1. Яке значення генетичного аналізу для генетики поведінки?

2. Що ви знаєте про вивчення плейотропних впливу морфологічних мутацій на поведінку дрозофіли?

3. Чому морфологічні мутації можна використовувати для дослідження статевої та рухової активності, вибірковості спаровування і ряду інших поведінкових реакцій?

4. Чому пігментні мутації дрозофіли є інтерес для нейрогенетики?

5. Як здійснюється генетичний аналіз поведінки за допомогою спонтанних і індукованих мутацій?

6. Що ви знаєте про досліди С. Бензер з отримання поведінкових мутацій у дрозофіли?

7. Як у генетиці поведінки використовуються хромосомні мозаїки?

8. Як у генетиці поведінки використовуються неврологічні мутації?

9. Як здійснюється генетичний аналіз поведінки за допомогою порівняльно-генетичних і селекційних методів?

10. Чи можна обмежити дослідження в генетиці поведінки використанням тільки мутаційних моделей? Чому?