Такие разные мыши

Как справедливо отмечено в статье о Нобелевской премии по физиологии или медицине, мышки — «незаменимая модель в многочисленных экспериментах, помогающих искать реальные подходы к разработке новых лекарств против множества заболеваний», и не только. Здесь речь пойдет о инбредных (от англ. inbreeding — близкородственное разведение) животных, которых получают благодаря длительному братско-сестринскому скрещиванию в лабораторных условиях. Их ценность определяется необыкновенной близостью генетических и фенотипических черт. В определенном смысле они похожи друг на друга как монозиготные близнецы. Конечно, говорить о полной идентичности фенотипа здесь не приходится (так ведь и монозиготные близнецы имеют какие-то отличия), однако разброс признаков внутри одной линии всегда гораздо меньше межлинейных различий. А вот многообразие черт отдельных линий поистине фантастично. Идею выведения линейных животных обычно связывают с именем знаменитого датского генетика В. Л. Иогансена. Хотя первые практические шаги в этом направлении сделал позже американский генетик К. К. Литтл, который в 1910-х годов вывел пару мышей с ослабленной коричневой окраской. Литтл полагал, что этот признак определяется всего лишь тремя рецессивными генами, и обозначил их буквами латинского алфавита. Отсюда и пошло название линии мышей DBA — старейшей среди ныне существующих. Большинство «чистых линий» выведено онкологами для собственных нужд. Понятно, что отбор здесь должен был идти прежде всего на повышенную частоту возникновения тех или иных опухолей. Использование таких животных значительно облегчило изучение механизмов возникновения онкологических заболеваний и разработку противоопухолевых средств. Однако в процесс отбора оказались вовлеченными практически все особенности организма. В результате возникли линии, различающиеся не только по окраске (здесь имеется целый букет от коричневого и черного до серого и белого), форме скелета, составу крови, обмену веществ и т. д., но и по поведению. Сейчас существует уже несколько сотен линий мышей, хотя хорошо изучены среди них всего лишь два-три десятка. Названия линий обычно составлены из букв латинского алфавита и в переводе на русский язык никакого значения не имеют. Впрочем, некоторые несут в себе память о своих создателях, как например, у линии BALB — одной из самых известных, где зашифровано имя американского зоолога Х. Багга и белая окраска самих животных. Интересно, что большинство линий имеется у мышей. Дело в том, что крыса — другой классический объект биомедицинских исследований — слишком изменчива. Именно благодаря этому она и процветает на Земле как биологический вид. Генотип этих животных можно сравнить с колодцем, на дне которого не переставая бьет источник. Сколько ни черпай воду из такого колодца — все равно не вычерпаешь. А вот у мышей уже после 20 поколений братско-сестринского скрещивания отдельные особи теряют генетические различия. В результате даже кожа, пересаженная от одного зверька другому, приживается. Именно после того как такая процедура удается, линия животных считается выведенной. Сегодня одной из самых изученных можно считать линию мышей С57В1аск/6, происходящую от черных однопометных мышей колонии Ласроп. Шерсть у них не просто редкого черного окраса, но и самая густая среди сородичей. Это оказывается далеко не лишним, поскольку у зверьков весьма низкая температура тела. Видимо, потому, что метаболические процессы в их организме весьма замедленны. Не исключено, что с этим обстоятельством связана и высокая устойчивость к гипоксии. Многолетние наблюдения зарубежных и отечественных исследователей показывают, что мыши линии С57В1аск/6 весьма устойчивы к стрессовым воздействиям. Известно, например, что большинство мелких грызунов (как ночные и темнолюбивые создания), попав в ярко освещенное пространство, пугается и стремится как можно быстрее покинуть его, юркнув в какую-нибудь норку. А мыши С57В1аск/6 будут спокойно обнюхивать новое для них место. Такое «олимпийское спокойствие» проявляется и в других, еще более неприятных ситуациях: при им-мобилизационном стрессе, когда животное подвешивают за хвост, привязывают за лапки или помещают в тесные сетчатые пеналы. У большинства зверьков других линий при стрессе слизистая желудка быстро покрывается язвами, но только не у мышей линии С57В1аск/6. Испытывая жажду, они напьются из поилки, даже если к ней подключен электрический ток. Впрочем, обратной стороной такой непробиваемости оказывается плохая обучаемость, особенно там,где наказывают за неправильные ответы. А еще эти мыши любят подраться между собой. Особенно самцы, когда устанавливают свою иерархию. И что совсем уж не красит мышей линии С57В1аск/6, так это тяга к алкоголю. Странно, ведь мы привыкли к мысли, что подобное влечение характерно для «тонких», ранимых натур! Впрочем, не будем торопиться с выводами. Своеобразными антиподами черных мышей служат белые мыши линии BALB/c. Они чрезвычайно эмоциональны и необыкновенно ранимы: оказавшись на ярко освещенной площадке, в ужасе замирают (это называется реакцией «freezing»), получив слабый щелчок током по носу, к поилке уже не подойдут, даже если будут изнемогать от жажды. Но зато обучаются они хорошо, и головной мозг у них тяжелее и больше, чем у черных мышей. Самцы линии BALB/c не драчливы и, кроме того, избегают любых доз алкоголя. Этологи из Института цитологии и генетики РАН (Новосибирск) разработали интересную модель для анализа поведения животных — метод «мышиных иерархий». Известно, что в мышиной семье существует весьма строгое распределение ролей: доминирующий самец, несколько ограниченные в своих «правах» субдоминанты и т. д., до самых низов социальной лестницы, где обретаются самые бесправные. Возникает вопрос: случайно ли место, которое займет какая-нибудь особь в этой иерархии, или чтобы стать доминантой, нужно обладать какими-то природными задатками и качествами, имеющими наследственное предопределение? Ответ на него и дает указанный метод, когда мышонка одной линии подсаживают к мышатам другой. Оказывается, черный мышонок линии С57В1аск/6, подсаженный к белым мышатам линии BALB/c, всегда становится доминантным. Значит, умными, деликатными, ранимыми мышами BALB/c всегда управляет непробиваемый, агрессивный, «пьющий» и отнюдь не хватающий обучение «на лету» представитель линии С57В1аск/6. Но снова предостережем читателя от скоропалительных выводов. Прежде всего разберемся с пьянством. Почему вообще черные мыши потребляют алкоголь? Похоже, главным образом для того, чтобы... согреться. В свое время было показано, что электрическая активность мозга зверьков линии С57В1аск/6 такова, как если бы они уже находились под действием сильных успокаивающих препаратов или алкоголя в приличной дозе. Видимо, именно по этой причине ни алкоголь, ни транквилизаторы не оказывают на них своего успокаивающего действия. Скорее даже наоборот. А теперь вспомним о низкой температуре тела этих животных. Получается, что алкоголь просто восполняет их энергетические затраты. Стоит сказать несколько слов и о лидерстве. Возможно, белые мыши уступают его потому, что более других способны к компромиссу. Ведь это одна из эффективных защитных реакций. Долго ли «процарствует» у них агрессивный черный самец? Оказывается, нет! Как говорится, здоровье «не то». Прежде всего, не выдерживает сердце. Упомянутые в начале статьи мыши линии DBA чрезвычайно подвержены судорогам. В определенный возрастной период резкий звуковой сигнал (мощностью свыше 90 дБ) с близкого расстояния может спровоцировать у них большой судорожный припадок. Чувствительны они и к химическим конвульсантам, возможно, потому, что их мозг очень мал. Легко вызвать судороги и у мышей линии BALB/c, что связано уже с высоким уровнем возбуждения в их нервной системе. Его не компенсируют даже большая масса мозга и часто наблюдающееся у этих животных недоразвитие мозолистого тела — гигантского «телеграфа» мозга, соединяющего его большие полушария . Известно, что еще до Второй мировой войны знаменитый хирург В. ван Вагенен успешно лечил эпилепсию у людей рассечением мозолистого тела. Позднее именно на его пациентах сделал свои замечательные наблюдения над функциями полушарий большого мозга Нобелевский лауреат Р. Сперри. Совершенно поразительна реакция на успокаивающие вещества у мышей линии 101/Н — после введения нембутала в стандартной дозе животное буквально вытягивается в струну, как будто его сразил столбняк. Столкнувшись с этим явлением, исследователи из Института медицинского генетики РАМН даже решили, что речь здесь идет о судорогах. Однако электрофизиологические эксперименты показали, что такая реакция объясняется полным выключением больших полушарий мозга (собственные неопубликованные данные). Таким образом, реакция скорее напоминает так называемую децеребрационную ригидность, возникающую после перерезки ствола мозга ниже красного ядра и вышележащих двигательных центров. А вот у мышей линии С57В1аск/6 вызвать судороги чрезвычайно трудно. Их «непробиваемость» проявляется и тут. Какие еще находки ожидают нас в этой области?

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.