Генетическая основа мышиной коммуникации раскрыта в эксперименте с подменой детенышей

Вокальное поведение животных высококонсервативно, но конкретные особенности звуков могут различаться внутри вида и между видами. Остаются открытыми вопросы о влиянии среды, генетической наследуемости и социального обучения на эволюцию этих коммуникаций.

Постдок Николас Джурджин из Гарвардского университета и коллеги дистанционно записали и проанализировали вокализации почти 600 мышиных детенышей, чтобы лучше понять, что и почему «говорят» мыши. Исследование опубликовано в журнале Current Biology.

Используя автоматические вычислительные инструменты для кластеризации вокализаций по акустическим категориям, ученые сравнили крики детенышей оленьей мыши в ходе неонатального развития у восьми подвидов рода Peromyscus. Также были собраны данные от лабораторных мышей и диких домовых мышей.

Хотя и детеныши оленьей мыши, и лабораторной мыши производили ультразвуковые вокализации, детеныши оленьей мыши издавали и второй тип звуков. Его акустические особенности, временные ритмы и траектории развития отличались от ультразвуковых вокализаций. Эти низкочастотные тональные «плачи» использовались в основном в первые девять дней жизни, тогда как ультразвуковые вокализации слышали преимущественно позже.

При воспроизведении записанных плачей исследователи обнаружили, что матери оленьих мышей реагировали значительно быстрее и двигались активнее при исследовании низкочастотных тональных плачей, чем при ультразвуковых вокализациях. Ученые предполагают, что тональные плачи специфичны для вызова срочной родительской заботы на ранних этапах развития.

Чтобы выяснить, являются ли особенности плачей и ультразвуковых вокализаций оленьих мышей приобретенными или строго генетическими чертами, исследователи провели эксперимент с подменой детенышей между двумя близкородственными видами оленьих мышей. Когда пометы обоих видов родились в один день, ученые поменяли родителей, а затем записали детенышей девять дней спустя и сравнили записи с пометами каждого вида, которые не обменивали.

Подмена не повлияла на частоту, среднюю высоту тона или продолжительность низкочастотных плачей детенышей, что указывает на сильную генетическую основу. Схожая картина наблюдалась с ультразвуковыми вокализациями, за исключением одной группы детенышей, которая изменила свои вокализации, приблизив их к вокализациям приемных родителей. Это говорит о том, что некоторые акустические особенности могут быть чувствительны к родительской среде.

Используя гибридные скрещивания между двумя родственными видами, исследование показало, что вариации в частоте, продолжительности и высоте тона вокализаций демонстрируют разную степень генетического доминирования. Особенности плача и ультразвуковых вокализаций разделялись или объединялись у гибридов второго поколения с разными комбинациями генов родительских видов, что иллюстрирует контроль над типами вокализаций отдельными наследуемыми генами.

В отличие от оленьих мышей, изолированные детеныши лабораторных мышей вокализировали почти исключительно в ультразвуковом диапазоне. Это заставило ученых задуматься, не уменьшил ли процесс одомашнивания вокальный репертуар лабораторных мышей (Mus musculus). Используя уникальную экспериментальную популяцию диких, свободноживущих Mus musculus, они проверили диапазон вокализаций их детенышей.

Оказалось, что их особенности в основном напоминали ультразвуковые вокализации лабораторных Mus musculus. Это не только показывает, что одомашнивание незначительно изменило коммуникацию лабораторных мышей, но и подтверждает, что наличие вокализаций-плачей у оленьих мышей, вероятно, является результатом эволюционного расхождения в диких популяциях с момента их последнего общего предка 25–40 миллионов лет назад.