Radije bi umrli – lekcija koju muški valjkasti crvi odbijaju da nauče

U ljudskom društvu, muškarci se smatraju sklonijima riziku, dok se smatra da su žene opreznije. Prema evolucionim psiholozima, ova razlika se razvila usled pretnji po svaki pol i njihove potrebe.

Iako su takve generalizacije, naravno, previše binarne i uprošćene da bi istinski opisale složeno i višestrano ljudsko ponašanje, jasne razlike između ženskih i muških jedinki su često evidentne kod drugih životinja, čak i jednostavnih organizama kao što su crvi.

Preporučujemo

Istraživači iz Naučnog instituta Vajcman pokazali su da su muški crvi lošiji u učenju iz iskustva i teško izbegavaju rizično ponašanje – čak i po cenu sopstvenih života – i da omogućavanje parenja sa jedinkama suprotnog pola popravlja te kapacitete.

Naučnici su takođe otkrili protein, evoluciono očuvan kod bića u rasponu od crva do ljudi, koji je izgleda odgovoran za različite sposobnosti učenja dva pola.

C. elegans, sićušni valjkasti crv, savršen je model za izučavanje fundamentalnih genetskih razlika između polova, pošto pol crva određuju samo geni, bez hormonskih ili drugih faktora. Ovi crvi imaju dva pola: mužjake i ženke, koje su zapravo hermafroditi koji proizvode i muške polne ćelije i mogu oploditi same sebe ili se pariti sa mužjacima.

Ovi sićušni crvi imaju jednostavne nervne sisteme sačinjene od samo nekoliko stotina nervnih ćelija i jedini su organizam za koji su naučnici mapirali sve neuronske veze kod oba pola. Na početku njihovog životnog ciklusa, nema razlike između tih veza kod dva pola. Razlike se pojavljuju kad crvi dostignu polnu zrelost.

Istraživači su iskoristili priliku da na primeru ovih crva otkriju fundamentalne razlike između muških mozgova i nervnih sistema naspram ženskih.

Fokusirali su se na razlike u procesima učenja. Valjkasti crvi dobijaju hranu od bakterija i, na njihovu žalost, naročito ih privlači miris jedne bakterije koja izaziva bolest i, ako je pojedu, nanosi im štetu. Naučnici su postavili ključno pitanje: mogu li crvi oba pola naučiti da izbegavaju tu bakteriju?

Istraživanje je počelo sa „treniranjem“, odgajanjem crva oba pola posebno i dajući im da jedu štetnu bakteriju. Crvi su posle te obuke prebačeni u posudu za testiranje, gde su mogli da biraju između toksične bakterije i još jedne, koja im, iako manje privlačna, uopšte ne bi nanela štetu.

Ženski crvi su brzo naučili da povežu miris štetne bakterije sa bolešću koju izaziva i stoga su birali da jedu drugu bakteriju. Većina mužjaka, pak, nije naučila i nastavila je da konzumira štetnu bakteriju, iako bi se razboleli. Bakterija je ušla u njihove probavne sisteme, izlučila toksine i izazvala imunsku reakciju.

Posle dužeg perioda, nekoliko mužjaka je naučilo da izbegava štetnu bakteriju, ali tek pošto su bili teško inficirani, razboleli se i mnogi od njih umrli.

Naučnici su počeli da traže razlike između polova u aktivnosti nervnog sistema. Crvi imaju dva tipa neurona uključena u percepciju mirisa – jedan odgovoran za privlačenje i drugi odgovoran za odbijanje. Kad su ove ćelije aktivirane, ispune se jonima kalcijuma koji mogu biti obeleženi, što omogućava nadgledanje nervne aktivnosti u transparentnim crvima.

Tako su naučnici utvrdili da u ženskim crvima – i samo u ženskim crvima – neuron odgovoran za odbijanje postaje znatno aktivniji reagujući na bolest koju su crvi dobili jer su jeli privlačnu bakteriju. Po svemu sudeći, to ih je kasnije navodilo da hranu pronalaze u drugom izvoru.

Tokom sledeće faze studije, istraživači su pokušali da shvate razlike između polova na genetskom i molekularnom nivou. Genetskim inženjeringom su stvoreni ženski crvi sa muškim nervnim sistemom i osmotren je drastičan pad njihove sposobnosti za učenje.

S druge strane, da bi muški crvi počeli da povezuju bolest digestivnog sistema sa mirisom bakterije, prosta promena pola njihovih nervnih sistema nije bila dovoljna. Morao je takođe da se promeni pol njihovih digestivnih sistema. Ovi i drugi nalazi su doveli do pretpostavke da digestivni i nervni sistem komuniciraju jedan s drugim, možda putem neuropeptida, kratkih proteina koji se vezuju za neurone i utiču na njih, i da ta komunikacija suzbija sposobnost crva za učenje.

Istraživači su ispitali promene u genskoj ekspresiji kod mužjaka koji su preživeli izloženost obema vrstama bakterija – tj. onima koji su naučili kako da izbegnu opasnost – i otkrili smanjenu ekspresiju receptora npr-5 u njihovih mozgovima.

Kad su stvoreni muški crvi bez tog receptora, bili su sposobni da uče. Kad je npr-5 vraćen samo u senzorne neurone crva, opet su izgubili sposobnost učenja. Zaključeno je da je taj receptor odgovoran za potiskivanje senzornog učenja kod mužjaka.

Učenje iz iskustva i razvijanje osećaja odbijanja u pogledu opasnosti su važna sredstva preživljavanja. Zašto je onda ta sposobnost potisnuta kod mužjaka? Znamo da će muški crvi napustiti hranu radi potrage za partnerkom, tako da je moguće da njihov nagon za razmnožavanjem prevladava druge evolucione pritiske, kao što je potreba da se izbegne opasnost, kažu istraživači.

Jedno važno otkriće u ovom kontekstu jeste da kad je muškim crvima dozvoljeno da se pare sa ženskim crvima tokom perioda „treninga“ – njihova sposobnost da uče iz iskustva se popravila. U stvari, moglo bi se reći da je identifikovani receptor odgovoran za činjenicu da muški crvi daju prednost razmnožavanju u odnosu na učenje iz iskustva tokom procesa odlučivanja.

Taj receptor ima dvojnika kod sisara, uključujući ljude. Kod sisara ga aktivira neuropeptid NPY, koji je ranije povezan sa osećanjem stresa, kontrolom jedenja i mnogim drugim procesima. Naučnici su u ranijim studijama otkrili da ženski miševi imaju niže nivoe NPY nego muški miševi, i pretpostavili da su zbog toga osetljiviji na stres u odgovoru na opasnost.

To se lepo slaže sa nalazima da je odbijanje u pogledu opasnosti praćeno smanjenom ekspresijom datog receptora. Poremećaji kod ljudi poput postraumatskog stresa i anksioznosti, praćeni negativnim osećanjima prema onome što se percipira kao opasnost, češći su među ženama. Iako je ponašanje ljudi mnogo složenije, studija postavlja temelje za razumevanje razlika između polova kod složenijih organizama.

(Telegraf Nauka/Phys.org)