Российские учёные выяснили, почему страшнее кошки зверя нет

Окружающая среда насыщена химическими сигналами, с помощью которых млекопитающие передают и получают информацию друг о друге: сближаются половые партнеры, хищник вынюхивает жертву, а жертва узнает о близости хищника. Расшифровкой химических сигналов опасности заняты ведущие лаборатории мира.

Специалисты Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН (ИПЭиЭ) установили, что моча домашней кошки блокирует развитие беременности у домовой мыши, а у тех грызунов, которые всё же приносят потомство, размер выводка оказывается ощутимо меньше. Моча других хищников, которые иногда охотятся на грызунов, например, собак и койотов, непосредственно на размножение мышей не влияет.

Вознесенская В.В.: «Для того чтобы та или иная реакция закрепилась на генетическом уровне, необходимо, чтобы конкретные популяции мышей и кошек долгое время сосуществовали именно в роли «хищника и «жертвы»»

Моча хищников содержит амины и серосодержащие соединения, в том числе фенилэтиламин, запах которого обращает в бегство любую потенциальную жертву, даже такую, которая с данным хищником никогда не сталкивалась. Для восприятия химических сигналов опасности у млекопитающих существует специальная система рецепторов TAARs. Но запах каждого хищника индивидуален. Помимо общих сигналов существуют индивидуальные маркеры, по которым жертва может судить, кто именно ей угрожает, и специфически реагирует на разные запахи, если не может убежать. Сотрудники ИПЭиЭ обратили внимание на то, что домовые мыши Mus musculus плохо размножаются по соседству со своим хрестоматийным врагом – кошкой. Они предположили, что у кошки роль специфического маркера опасности играет L-фелинин и его производные. Фелинин – малолетучая серосодержащая аминокислота, которая обнаруживается только в моче домашней кошки Felis catus и некоторых других кошачьих. Фелинин выделяют и коты, и кошки, причём в моче самцов его больше, чем у самок, а у доминантных самцов его уровень ещё выше. Так что котам и кошкам фелинин «рассказывает» друг о друге. Исследователи проверили, способен ли он подавлять размножение домовых мышей.

На крышку клетки, где содержали мышей в течение первой недели беременности, помещали маленький перфорированный пластиковый контейнер, в котором находилась бумага, пропитанная кошачьей мочой или 0,05% раствором фелинина (в такой концентрации аминокислота содержится в моче). Мыши чувствовали запах, когда обследовали верх клетки. В качестве контроля использовали мочу нехищной морской свинки (незнакомый запах) и воду. Оказалось, что фелинин влияет на течение мышиной беременности, причем результаты зависят от сезона. Весной и летом моча кошки блокирует беременность примерно в 30% случаев, а раствор фелинина – в 62,5%, осенью и зимой под действием обоих соединений оплодотворенные яйцеклетки погибают почти у 70% самок, то есть в 2–5 раз чаще, чем в контрольных группах. У тех мышей, которые дышали фелинином и все же приносили потомство, рождалось в среднем на два детеныша меньше, чем в контроле. При этом соотношение полов в потомстве сдвигалось: самцов было около 70% вместо положенных 50%.

Несколько ранее специалисты ИПЭиЭ поставили аналогичные опыты с серыми крысами Rattus norvegicus. В данных экспериментах фелинин не приводил к прерыванию беременности, но смещал соотношение полов в выводке в сторону самцов и достоверно снижал вес детенышей к моменту их перехода на твердую пищу (недостаточный вес уменьшает выживаемость крысят).

Исследователи установили, что вдыхание фелинина в течение первой недели беременности вызывает стойкое изменение гормонального статуса грызунов, в том числе уровня прогестерона в крови беременных самок.

Это основной гормон беременности, изменение его концентрации, очевидно, и приводит к рассасыванию эмбрионов. Зимой и осенью продукция половых гормонов ниже, чем летом, поэтому воздействие фелинина в этот период более ощутимо.

«Мы также исследовали влияние на репродуктивный успех грызунов химических сигналов собак и койота. Они не блокируют развитие беременности и не влияют на размер выводка. Таким эффектом обладают только сигналы кошки. Поскольку на запах фелинина реагируют лабораторные мыши, никогда не имевшие контактов с хищником; поскольку, судя по гормональному статусу, они не привыкают к химическим сигналам кошки, это врождённая реакция. Для того чтобы та или иная реакция закрепилась на генетическом уровне, необходимо, чтобы конкретные популяции мышей и кошек долгое время сосуществовали именно в роли «хищника и «жертвы». И домовые мыши, и домашние кошки на протяжении тысячелетий обитали в жилище человека и были, таким образом, жёстко связаны друг с другом, что и привело к формированию целого комплекса взаимных адаптаций. Трудно подобрать другую такую пару «хищник-жертва». Да, волки или собаки иногда ловят и мышей, и крыс, но в эволюционном плане их связь была недостаточно «жёсткой», чтобы сформировался ответ, закреплённый на генетическом уровне», – рассказала в интервью STRF.ru кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ИПЭиЭ им. А. Н. Северцова РАН Вера Васильевна Вознесенская.

Исследователи пришли к заключению, что L-фелинин и его производные служат межвидовыми химическими сигналами, несущими мышам информацию об опасности – присутствии специализированного хищника кошки. Этот результат имеет не только фундаментальное, но и прикладное значение. Данные о биологической активности фелинина позволят разработать на его основе нетоксичное средство против мышей.

Работу учёных поддержали РФФИ и Программа фундаментальных исследований Президиума РАН «Живая природа».

Источник информации В. В. Вознесенская, Т. В. Маланьина «Влияние химических сигналов хищника Felis catus на репродукцию домовой мыши Mus musculus», Доклады Академии наук, 2013, том 453, № 2.