Мыши с нарушенными внутренними часами имеют меньшую биологическую приспособленность
Мыши с отклоняющимися внутренними ритмами из-за генетической мутации имеют меньше потомства и более короткую продолжительность жизни, чем нормальные особи, чьи ритмы точнее соответствуют 24-часовому циклу дня. Это открытие сделала команда учёных под руководством исследователей из Института орнитологии Общества Макса Планка и Принстонского университета.
Циркадные часы, генерирующие суточные ритмы у живых существ, — одно из важнейших эволюционных достижений на Земле. Они необходимы для координации процессов жизнедеятельности с окружающей средой. Исследование на мышах показывает, что отклонение внутренних ритмов от 24-часового вращения Земли напрямую влияет на биологическую приспособленность.
Мутация tau нарушает ритм
Мутация в определённых генах может нарушить работу внутренних часов. У мышей известна мутация под названием tau, которая изменяет суточные ритмы: мыши с этой мутацией проходят свой день примерно на два часа быстрее, чем нормальные мыши.
Эксперимент в естественных условиях
Учёные изучили биологическую приспособленность таких мышей с отклоняющимися циркадными ритмами в течение более года в большом открытом вольере, где они были подвержены воздействию естественных хищников.
- В начале исследования 238 мышей разделили на шесть групп.
- В каждой группе содержалась идентичная смесь мышей без мутации и мышей, несущих одну или две копии мутации в генах.
- Каждая мышь была оснащена транспондером для мониторинга ритмов активности у кормушек. Мыши с одной или двумя копиями мутации демонстрировали аномальные суточные ритмы.
Результаты: меньше потомства и короче жизнь
Мыши без мутации жили дольше и производили больше потомства, чем мыши с мутацией, показывающие аномальные ритмы. В результате через более чем год распространённость мутации в популяции упала с начальных 50% до примерно 20% в последней изученной когорте.
Этот результат позволил исследователям заключить, что в естественной среде должны существовать сильные давления отбора против мутации tau.
«Наши результаты подчёркивают фундаментальную важность циркадных часов для биологической приспособленности живых существ. Это никогда не было показано так ясно», — резюмирует старший автор Майкла Хау.