научная статья по теме ГОРМОНАЛЬНЫЙ ОТВЕТ ДЖУНГАРСКИХ ХОМЯЧКОВ (PHODOPUS SUNGORUS) НА ХИМИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ КОНСПЕЦИФИКОВ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ СЕЗОННОЙ ДИНАМИКИ РАЗМНОЖЕНИЯ Биология

Текст научной статьи на тему «ГОРМОНАЛЬНЫЙ ОТВЕТ ДЖУНГАРСКИХ ХОМЯЧКОВ (PHODOPUS SUNGORUS) НА ХИМИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ КОНСПЕЦИФИКОВ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ СЕЗОННОЙ ДИНАМИКИ РАЗМНОЖЕНИЯ»

лехнер, Пухальский, 1999). Однако в естественных условиях сезонные особенности размножения, а также роль обонятельных сигналов в обеспечении процесса взаимодействия между особями в разные сезоны года остаются исследованными далеко не полностью.

Предполагают, что в природе этот вид размножается с апреля по сентябрь. Однако беременных самок встречали даже зимой (Крыльцов, Шубин, 1964), что позволяет предполагать очень короткие репродуктивные перерывы у этого вида в течение года.

В течение четырех лет мы исследовали сезонные особенности биологии размножения джун-гарского хомячка в условиях естественного светового и температурного режимов. Нами установлено, что эти зверьки могут давать выводки круглогодично, с затуханием процесса размножения с октября по январь. Отдельные пары могут приносить выводки в конце осени и зимой, т.е. даже при коротком световом дне и низкой температуре, хотя наиболее активный процесс размножения отмечается с марта по сентябрь (Соколов, Феоктистова, 1998).

Можно предположить, что если вид не придерживается строгой сезонности в размножении, и, следовательно, отношение самцов к биологически значимым экскретам, обеспечивающим размножение, должно быть несколько иным, чем у видов с выраженной сезонностью. Действительно, самцы джунгарского хомячка предпочитают запах мочи диэстральных самок (по сравнению с аналогичным запахом самцов) как летний, так и в зимний периоды (Соколов, Феоктистова, 1998).

Кроме запаха мочи, важным экскретом для внутривидовой коммуникации у джунгарского хомячка является секрет среднебрюшной железы (СБЖ). Причем для взрослых самцов большей ат-трактивностью обладает секрет СБЖ самцов, а не самок, и этот интерес сохраняется как зимой, так и летом (Соколов, Феоктистова, 1998; Feoktis-tova, Meschersky, 1999).

Для самцов млекопитающих сезонные различия в аттрактивности запахов и ответ на них находятся под контролем тестостерона или его метаболитов (Powers et al., 1985; Ferkin et al., 1994). У сезонно размножающихся видов, в том числе грызунов, уровень тестостерона обычно высок в период сезона размножения или при длинном световом дне, и наоборот, низок вне этого периода и/или при коротком световом дне (Zucker et al., 1980). Высокий уровень тестостерона стимулирует интерес самцов к запаху самок и способствует проявлению полового поведения, а низкий - элиминирует подобный интерес и подавляет половое поведение. Самцы с высоким уровнем тестостерона в крови также продуцируют обонятельные

сигналы, привлекательные для самок (Ferkin et al., 1994; Leonard, Ferkin, 1999).

Показано, что химические сигналы, вызывающие более длительный исследовательский интерес, не всегда совпадают с сигналами, вызывающими у особей-реципиентов гормональный ответ (Новиков, 1988). Запах биологически значимых экскретов воспринимается как основной обонятельной системой, так и в большей степени, воме-роназальной системой (ВС). Сигнал от рецепторов вомероназального органа (ВО) направляется в дополнительную обонятельную луковицу, а затем в медиальные зоны гипоталамуса и миндалины. Области гипоталамуса, имеющие входы от ВО, участвуют в регуляции репродуктивного, защитного и пищевого поведения, а также регулируют нейрогуморальную секрецию (в первую очередь гонадотропных гормонов) (Макарчук, Калу-ев, 2000).

Нами установлено, что в моче диэстральных самок и секрете СБЖ самцов джунгарского хомячка присутствуют сигналы, вызывающие у самцов длительную исследовательскую реакцию (Соколов, Феоктистова, 1998). Однако пока неизвестно, способны ли они вызвать гормональный ответ, обеспечивающий в дальнейшем развитие полного комплекса полового поведения.

Цель настоящей работы - выявление характера изменения уровня тестостерона и кортизола в плазме крови самцов джунгарского хомячка в ответ на экспозицию экскретов самцов и диэстральных самок конспецификов в разные сезоны года.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Работа была проведена в 2004-2006 гг. на научно-экспериментальной базе ИПЭЭ им. А.Н. Се-верцова "Черноголовка" (Ногинский район Московской области, 56°с.ш.). В экспериментах были использованы восемь половозрелых самцов джунгарского хомячка из колонии, полученной от разведения особей, пойманных в 1980-1990 гг. в Новосибирской области и поддерживаемой на НЭБ "Черноголовка". В течение всего срока экспериментов животных содержали в условиях естественного светового и температурного режимов. Возраст особей к началу эксперимента составлял 4-6 мес. За время эксперимента ни одно животное не погибло, все они были в хорошем физическом состоянии и в промежутках между сериями эксперимента и после его окончания успешно спаривались и имели потомство. Сроки проведения экспериментов каждой серии и длина светового дня приведены в табл. 1. Между экспериментальными сериями самцов ссаживали с самками и содержали в клетках размером 40 х 20 х 15 см. В качестве гнездового материала животным предлагали хлопковую вату и мох-сфагнум. В со-

Таблица 1. Сроки проведения экспериментов и длина светового дня в периоды проведения экспериментальных серий

Экспериментальная серия Дата Экспонируемый экскрет Длина светового дня (ч: мин)

Лето 3 VI2006 Контроль(вода) 17: 12С-6 48Т

9 VI2006 Моча диэстральных самок 17:23С-6 37Т

17 VI2006 Моча самцов 17:31С-6 29Т

22 VI2006 СБЖ самцов 17:33С-6 27Т

26 VI2006 СБЖ диэстральных самок 17:31С-6 29Т

Осень 17 X 2004 Контроль(вода) 10:23С-13:37Т

24 X 2004 Моча диэстральных самок 9:51С-14:09Т

31X2004 Моча самцов 9:22С-14:38Т

5 XI2004 СБЖ диэстральных самок 9:00С-15:00Т

8 XI2004 СБЖ самцов 8:48С-15:12Т

Зима 29 XII 2004 Контроль(вода) 7:00С-17:00Т

2 I 2005 Моча диэстральных самок 7:10С-16:50Т

17 I2005 Моча самцов 7:45С-16:15Т

27 I2005 СБЖ самцов 8:17С-15:43Т

3 II 2005 СБЖ диэстральных самок 8:32С-15:28Т

Весна 10 IV 2005 Контроль(вода) 13:48С-10:12Т

15IV 2005 Моча диэстральных самок 14:10С-9 50Т

25 IV 2005 Моча самцов 14:55С-9 05Т

6 V 2005 СБЖ диэстральных самок 15: 40С-8 20Т

11 V 2005 СБЖ самцов 16:00С-8 00Т

* С - светлый (от восхода до заката солнца), Т - темный период суток.

став корма, который зверьки получали в избытке, входили: зерносмесь, овощи, хлеб, творог. За неделю до начала каждой серии опытов самцов отсаживали от самок в одиночные клетки размером 22 х 9 х 15 см, а самок перемещали в отдельное помещение (во избежание влияния их запаха на гормональный статус самцов).

При эксперименте в клетку тестируемого самца помещали фильтровальную бумагу диаметром 40 мм, на которую было нанесено 100 мкл исследуемого экскрета. После 30-минутной экспозиции у каждого самца брали 0.4-0.5 мл крови из подъязычной вены. При использовании данной методики (Graevskaya et а1., 1986) для получения указанного количества крови требовалось не более 30 с, что позволяет оценивать базовый уровень кортизола. После забора крови животные обычно находятся в хорошем состоянии, могут сразу проявлять активность и принимать пищу.

Кровь, собранную в гепаринизированные капилляры, переносили в пластиковые микропробирки и центрифугировали 20 мин при 6000 об/мин. Полу-

ченную плазму переносили в новые пробирки, хранили при t = -18°С. Концентрацию тестостерона и кортизола определяли методом иммуно-ферментного анализа на твердых полистироловых пластинках с использованием наборов реагентов ИФА-тестостерон и ИФА-кортизол компании "Иммунотех" (Москва). Перекрестная реакция антител к тестостерону с другими стероидами составила 9% для 5-дигидротестостерона, 1% - для 11-гидрокситестостерона, 1% - для 5-ан-дростан-3,17-диола, для всех остальных протестированных стероидов - менее 0.1%. Перекрестная реакция антител к кортизолу составила 6% для преднизолона, 0.9% - для 11-дезоксикортизола, 0.6% - для кортикостерона и менее 0.1% - для остальных стероидов. Все измерения проводили в парных вариантах для определения коэффициента вариации.

Экспозицию образцов запахов проводили в одни и те же часы - с 8.30 до 9.30. В один день всем животным-реципиентам предъявляли только один экскрет или воду (контрольный стимул). Все экскреты собирали в течение суток перед

Таблица 2. Средние значения (х ± Sx) уровня тестостерона в плазме крови самцов джунгарского хомячка в контроле (экспозиция воды, фоновый уровень) и в ответ на экспозицию запахов естественных экскретов в разные сезоны года, нг/мл

Сезон года Экскреты

Вода(контроль) Моча самок Моча самцов Секрет СБЖ самок Секрет СБЖ самцов

Осень 2.4 ± 1.6 1.2 ± 0.5 3.2 ± 2.6 2.1 ± 0.9 2.5 ± 1.6

Зима 0.8 ± 0.1 1.1 ± 0.2 0.6 ± 2.3 0.5 ± 0.09 0.4 ± 0.1

Весна 1.1 ± 0.3 4.0 ± 1.0** 1.5 ± 0.7 1.9 ± 0.6 4.7 ± 2.1

Лето 2.7 ± 0.7 2.5 ± 0.7 0.8 ± 0.1* 2.6 ± 1.6 3.7 ± 1.2

*/** - р < 0.05/0.01 по сравнению с контролем.

Таблица 3. Средние значения (х ± Sx) уровня кортизола в плазме крови самцов джунгарского хомячка в контроле (фоновый уровень) и в ответ на экспозицию запахов естественных экскретов в разные сезоны года, нг/мл

Сезон года Экскреты

Вода (контроль) Моча самок Моча самцов Секрет СБЖ самок Секрет СБЖ самцов

Осень 36.6 ± 8.6 71.1 ± 27.2 29.8 ± 12.4 44.9 ± 14.7 39.4 ± 12.5

Зима 22.3 ± 9.2 41.9 ± 15.5 54.4 ± 22.6 55.9 ± 14.4 71.9 ± 32.0

Весна 29.3 ± 6.9 111.1 ± 19.9** 62.8 ± 16.4 74.6 ± 18.2* 205.4 ± 49.7**

Лето 43.0 ± 10.3 33.5 ± 4.7 29.4 ± 3.5 46.8 ± 7.1 53.2 ± 12.8

*/** - р < 0.05/0.01 по сравнению с контролем.

предъявлением и использовали свежими. Образцы всех экскретов получали не менее чем от двух особей-доноров в целях сведения к минимуму влияния индивидуальных характеристик.

Хомячков-доноров помещали в специальные метаболические клетки с сетчатым полом, и мочу собирали непосредственно после выделения. Секрет СБЖ собирали ватным тампоном и переносили в пластиковую пробирку с 1 мл дистиллированной воды. Так как секрета СБЖ у самок выделяется меньше, чем у самцов, то для приготовления суспензии собирали секрет не менее чем от 5 самок-доноров. В целом в качестве особей-доноров было использовано по 15 взрослых сексуально-опытных самцов и самок, содержавшихся, как и особи-реципиенты, при естественном световом дне и естественной температуре.

Статистическую обработку резуль

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»