Ты живешь, ты учишься - даже если ты личинка и особенно если есть небольшой шок.
Звучит не очень хорошо, но толчок был важен для ученого из Университета Райса и ее команды, изучавших личинок обыкновенных плодовых мушек. Их стратегия помогла им сделать вывод, что природа и воспитание действительно взаимодействуют в определении поведения населения.
Эволюционный биолог риса Джулия Зальц и ее коллеги изучили привычки около 50 000 личинок Drosophila melanogaster, которые, как и люди, обладают способностью ощущать соблазнительные запахи и стимулом избегать их, когда они связаны с неприятным запахом. опыт.
Исследователи обнаружили, что некоторые генотипы с особыми наследственными вариациями используют эти сигналы боли и удовольствия из окружающей среды, чтобы принимать более правильные решения о том, где окукливаться.
Исследование опубликовано в этом месяце в The American Naturalist.
«Старая оппозиция между природой и воспитанием представляет поведение как следствие либо генов, либо обучения, но не того и другого», - сказал Зальц, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Райс. «Напротив, генетические различия могут влиять на то, как люди взаимодействуют с окружающей средой и учатся у нее».
Исследователи изучили два типа поведенческой пластичности - контекстуальную и связанную с развитием - чтобы увидеть, как они объединяются для обучения личинок, которых сначала привлекает фруктовый запах, намекающий на источник пищи, а затем шок, вызывающий раздражение. научил многих из них избегать этого. Исследователи измерили различные генотипы мух в одной популяции и обнаружили наследуемую генетическую изменчивость в способности мух ассоциировать запах с вредным электрическим током.
В ходе более чем 800 испытаний Сальц и ее команда научили личинок распознавать фруктовый запах этилацетата на диске из фильтровальной бумаги, помещенном на одну сторону чашки Петри. С другой стороны помещался нейтральный диск с парафиновым маслом. Затем личинок «обучили» ассоциировать запах с легким шоком во втором блюде, и судили по тому, насколько хорошо они научились избегать запаха через пять минут или через три часа.
Результаты не показали различий между начальным обучением и трехчасовой памятью, что упрощает задачу оценки производительности личинок из-за генетических различий.
Наконец, исследователи оценили «пластичность окукливания» своих испытуемых в других 364 испытаниях, поместив блуждающих личинок ближе к моменту окукливания в посуду со дном, на дне которого либо был фруктовый сок, либо без него, и с чистыми крышками, под которые они могли убежать.
Эффект был скромным, так как отдельные эксперименты показали, что около 70 процентов личинок окукливаются на простом субстрате и только 50 процентов на поверхности, наполненной соком, но этого было достаточно, чтобы предположить, что различия в обучении, наблюдаемые между генотипами при шоке тесты положительно коррелировали с генетической изменчивостью пластичности окукливания.
«Генотипы, которые лучше учатся избегать запаха, также используют сигналы окружающей среды для точной настройки своих решений о том, где окукливаться, в большей степени, чем генотипы с более низкими показателями обучения», - сказала она. «Эти результаты представляют собой первый случай, когда эти два, казалось бы, разных типа поведенческих изменений оказались генетически коррелированными».
Выявление взаимосвязи между обучением и другими типами поведенческой гибкости помогает исследователям предсказать, как животные могут изменить свое поведение в ответ на изменения окружающей среды, такие как появление инвазивных видов, и понять, как может развиваться обучение, сказал Зальц..
"В более широком смысле, генетическая изменчивость в том, как люди взаимодействуют с окружающей средой и реагируют на нее, подчеркивает сложные способы, которыми гены и окружающая среда - природа и воспитание - вместе управляют поведением", - сказала она..