Глава 4

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНЫХ

Г енетические исследования на человеке имеют целый ряд вполне по­нятных ограничений. В связи с этим представляют интерес исследо­вания генетических основ поведения у животных. Здесь можно при­менять методы селекции, получение инбредных линий, современные методы генной инженерии, избирательного выключения определен­ных генов, вызывать мутации и т.д. Инбредные линии, получаемые при длительном близкородственном скрещивании (не менее 20 по­колений), представляют собой идентичных по генотипу животных, поэтому все отличия, которые можно наблюдать среди животных од­ной линии, связаны с воздействием среды.

Возникает вполне резонный вопрос: насколько данные, получен­ные на животных, допустимо переносить на человека?

Сходство геномов

В последнее время успешно идет расшифровка геномов человека и ряда животных. Если сравнить геном человека и, скажем, геном мы­ши, то становится очевидным наличие большого числа гомологич­ных генов. У обоих видов в геноме насчитывается приблизительно по 30 тыс. генов, причем для 99% генов мышей имеются соответст­вующие гомологичные гены у человека. Более того, большая часть генов мыши и человека занимают области хромосом с идентичными последовательностями генов (так называемые синтеничные области). 96% генов мыши найдено в синтеничных областях. Данные сравни­тельного генного анализа показывают, что в ходе эволюции мле­копитающих линии, давшие, в конечном счете, человека и грызунов, разошлись сравнительно недавно — приблизительно 75 млн. лет то­му назад. Основные отличия между этими видами обусловлены не столько числом генов и тем, какие это гены, сколько тем, как эти ге­ны регулируются и взаимодействуют.

В любом случае не приходится сомневаться в том, что на молеку­лярном генном уровне между генами человека и мыши имеется зна­чительная степень гомологии.

Сходство поведения

В то же время на уровне поведения картина намного сложнее, и во­прос о том, насколько уместно сравнение поведения этих двух видов, требует тщательного анализа в каждом конкретном случае.

Следует отметить, что у млекопитающих наблюдается значитель­ное сходство в строении мозга и организации нейрональных систем, определяющих различные аспекты поведения. Следовательно, мож­но говорить о наличии общих нейроанатомических, нейрофизиоло­гических механизмов, лежащих в основе поведения. Имеется боль­шое сходство на уровне мотивационных процессов, таких как голод, жажда, страх, агрессия, половое поведение. Общими являются меха­низмы ряда форм обучения — привыкания, условно-рефлекторного обучения (классического и инструментального). Гомологичность (сходство) поведенческих механизмов проявляется и при реагирова­нии на фармакологические вещества. Одни и те же фармакологиче­ские агенты, оказывающие влияние на нервную систему и психику человека, вызывают сходные реакции у млекопитающих. Это касает­ся веществ, имеющих, например, седативное действие, или снима­ющих тревожные состояния и страх (транквилизаторов), психости­муляторов и т.п.

Все это заставляет полагать, что исследование генетики поведе­ния животных может оказать огромную помощь в выяснении психо­генетических основ поведения человека.

Примеры сравнительных генетических исследований человека и животных

В одной голландской семье было обнаружено характерное нарушение нормального поведения мужчин, которое заключалось во вспышках импульсивной агрессивности и импульсивном сексуальном поведении по отношению к женщинам. Наследование было сиеплено с Х-хром-сомой. Было выяснено, что наблюдавшийся синдром связан с точеч­ной мутацией гена, кодирующего структуру фермента моноаминоок-сидазы А (МАОА).

Совершенно случайно в независимом исследовании подобный синдром был создан у мышей. Сходный фенотип у самцов был получен при создании линии мышей, предназначавшихся для иммунологиче-

Генетика поведения животных: насекомые 55

с ких исследований (мышам попытались ввести ген интерферона). Эти самцы при групповом содержании демонстрировали повышенную аг­рессивность, что привело к появлению большого количества раненых животных. Они также проявляли частые попытки к захвату и спарива­нию с самками, которые не желали вступать в сексуальный контакт. При анализе оказалось, что при попытке ввести ген интерферона на­рушили функцию гена моноаминооксидазы А (МАОА). Напомним, что моноаминооксидаза является важным ферментом, участвующим в ре­гуляции функции катехоламинергических синапсов.

Этот пример хорошо иллюстрирует перспективность сравнитель­ных психогенетических исследований.

Генетика поведения животных: насекомые

Приведем пример генетического анализа поведения, который до­вольно часто рассматривается в учебной литературе. Речь пойдет о пчелах и о заболевании под названием «американская личиночная гниль». Существует линия пчел, устойчивых к этой болезни, потому что в случае заболевания личинки пчелы немедленно распечатывают ячейку, в которой она находится, и удаляют ее из улья. Таким обра­зом предупреждается распространение болезни, причем устойчивость к ней связана с характерным поведением! При скрещивании устой­чивых к болезни пчел с неустойчивыми получают гибриды первого поколения (F1), которые не чистят ульи. Отсюда ясно, что аллель или аллели, обусловливающие этот тип поведения, рецессивные. Гибриды первого поколения F1 снова скрещивают с устойчивыми пчелами (так называемое анализирующее скрещивание — с рецес­сивными гомозиготными особями). В результате у потомства наблю­даются четыре варианта фенотипов в соотношении 1:1:1:1. Вот эти варианты:

• пчелы открывают ячейки, удаляют пораженные личинки;

• открывают ячейки, но не удаляют пораженные личинки; .

• не открывают ячейки, но удаляют пораженные личинки, если ячейку откроет экспериментатор;

♦ не открывают ячейки, не удаляют пораженные личинки.

Таким образом, очевидно, что этот довольно сложный поведенче­ский акт контролируется генами всего в двух локусах. Один аллельный ген определяет действия по вскрытию ячейки, другой связан с удалением пораженной личинки.