Ученые из Израиля, США и Швеции проверили, как повторяющиеся сексуальные неудачи влияют на поведение самцов дрозофил. Как сообщается в статье, опубликованной в PLoS Genetics, самцы, многократно отвергнутые самками, демонстрировали состояние, похожее на фрустрацию: становились менее общительными и менее устойчивыми к стрессу. При этом увеличивалась их агрессивность и мотивация к спариванию. Ученые обнаружили популяцию нейронов, отвечающих за такую реакцию.
Получение вознаграждения смягчает негативный эффект стрессоров, делая животных более устойчивыми к боли и социальной изоляции. Отсутствие вознаграждения, напротив, может усилить стресс, мотивировать животных к поиску этого или другого вознаграждения и увеличить чувствительность к нему. Так, например, сексуальная депривация увеличивает потребление этанола у дрозофил (Drosophila melanogaster). Однако было не ясно, есть ли разница между отсутствием вознаграждения в целом — и отсутствием ожидаемого вознаграждения.
Галит Шохат-Офир (Galit Shohat-Ophir) и ее коллеги из Университета Бар-Илан в Израиле, а также из США и Швеции решили проверить, как самцы дрозофил отреагируют на повторяющиеся сексуальные неудачи. Ученые сравнивали поведение самцов дрозофил, которым не удавалось спариться с самками, с поведением тех, у кого не было сексуальных неудач, а также с самцами, которые и не пытались. Чтобы организовать повторяющиеся сексуальные неудачи, испытуемым самцам дрозофил ученые в течение четырех дней трижды в день предоставляли возможность повзаимодействовать с невосприимчивыми к ухаживаниям самками. У контрольных мух все было точно так же, но они взаимодействовали с самками, которые их не отвергают, а потому — спаривались с ними. Третьей группой были самцы без сексуального опыта. Далее ученые наблюдали за взаимодействием самцов дрозофил из каждой группы.
Самцы, которым не удалось спариться с самками, меньше взаимодействовали друг с другом по сравнению с самцами из двух других групп. При этом их активность была выше, чем у самцов, которым удалось спариться — это говорило о том, что они намеренно избегают социальных взаимодействий.
Ученых также интересовало, как самцы, столкнувшиеся с сексуальными неудачами, отреагируют на стресс — будут ли они избегать конфликтов и перестанут пытаться спариться с самками, или, напротив, будут более агрессивны и мотивированы спариваться. Когда таких дрозофил сталкивали попарно с самцами, которым удалось спариться, они вели себя более агрессивно. Затем исследователи позволили отвергнутым самцам спариться с самками; такую же возможность предоставили тем самцам, которые с самками никогда не встречались. Самцы, пережившие сексуальные неудачи, спаривались с самками на 25 процентов времени дольше. Это, как показал дополнительный анализ, сопровождалось увеличением экспрессии генов, связанных с репродуктивным успехом. Таким образом, повторяющиеся сексуальные неудачи вызвали у мух состояние высокой мотивации.
Также ученые обнаружили, что отвергнутые самцы дрозофил становятся более восприимчивы к стрессорам. Так, когда дрозофил подвергали голоду, половина девственных и спаривающихся самцов погибала спустя 22–24 часа, а половина отвергнутых самцов — уже через 18 часов. Фрустрированные сексуальными неудачами мухи погибали быстрее и после воздействия параквата, которое вызывало окислительный стресс. При этом стрессоустойчивость самцов, которые содержались изолированно и не вступали в контакт с самками, была нормальной — то есть чувствительность к стрессорам повышал именно отказ самок, а не просто отсутствие спаривания.
Исследователи предположили, что повышенная чувствительность отвергнутых самцов мух к стрессорам опосредована растормаживанием нейронов NPFR, которые реагируют на нейропептид F (NPF) — аналог нейропептида Y у млекопитающих. Когда они оптогенетически активировали эти нейроны у самцов, которым удалось спариться с самками, их чувствительность к голоду также повысилась. Далее ученые определили, что за чувствительность к стрессорам отвечает небольшая субпопуляция нейронов NPFR — клетки, экспрессирующие нейропептид тахикинин. Активация этих нейронов также вызывала повышенное возбуждение и агрессию, что могло увеличивать шансы на получение сексуального вознаграждения.
Ранее ученые нашли способ продлить репродуктивный возраст и продолжительность жизни самок дрозофил, которые нередко страдают от агрессии самцов, желающих с ними спариться. Оказалось, что меньше всего рисковали самки, проживающие с самцами, которые были друг другу родственниками и росли вместе. Вероятно, именно родство снизило конкуренцию среди самцов.