Насколько же сильно распределение рецепторов в мозге влияет на поведение? Чтобы это узнать, Ларри и его сотрудники взяли целиком ген avpr1a полевок (вместе с кодирующим участком и с «мусорной ДНК» промотора) и встроили его в ДНК мышиных эмбрионов, то есть они получили мышей, у которых рецепторы вазопрессина в мозге были представлены в том же количестве, что и в мозге степных полевок. Самцы этих трансгенных мышей выросли, им сделали инъекцию вазопрессина, и брачное поведение этих от природы полигамных животных изменилось: оно стало очень напоминать поведение степных полевок. Самцы гораздо активнее обнюхивали партнершу и с большей готовностью за ней ухаживали. Других отличий от нормальных мышей у этих особей не было. Чувствительность рецепторов окситоцина была одинакова. Они в привычной мышиной манере обследовали новую клетку, а когда Ларри дал им понюхать ватные шарики, надушенные запахом лимона и запахом самок мышей с удаленными яичниками, никакой разницы в реакции не последовало. Единственное различие между трансгенными самцами и обычными заключалось в том, как они обращаются с самкой: трансгенные самцы оказались мастерами флирта.
Описанный эксперимент одним из первых доказал, что поведение может сильно меняться из-за мутации в регулирующем промоторе. Это означает, что поведение, которое мы считаем неизменяемым, по крайней мере типичным для конкретного вида, зависит от строения крайне изменчивых участков ДНК.
Поскольку трансгенные мыши не стали моногамными, как степные полевки, возник естественный вопрос: если поместить ген avpr1a моногамной степной полевки в ДНК родственного вида полигамной полевки, изменит ли это что-нибудь? Лаборатория Ларри провела схожую серию экспериментов с самцами серых полевок. Они сосредоточили свое внимание на системе поощрения, в которой действует дофамин, а именно на паллидуме – области, которая, как выяснил Инзел, содержит разное число рецепторов у разных видов. (Паллидум моногамных видов мышей и мартышек-игрунок несет намного больше рецепторов по сравнению с близкородственными полигамными мышами и обезьянами.) Ларри взял мощный вирус, который проник в клетку и внедрил в ее ДНК свои вирусные гены. Затем он убрал гены вируса, заменил их геном avpr1a степных полевок. Миранда Лим, его студентка, изъяла этот измененный вирус и ввела его в паллидум серых полевок. Вирус сделал свое дело, и клетки паллидума начали создавать рецепторы вазопрессина в том же количестве, в каком они содержатся у самцов степных полевок. Самцов на сутки подсадили в клетки к восприимчивым самкам. Как и ожидалось, пары всю ночь спаривались, как любые нормальные серые полевки. Затем самцам устроили тест на предпочтение партнера. Когда им предоставили выбор между самкой, с которой они провели ночь, и другой самкой, контрольная группа самцов (им ввели плацебо) не выразила никаких предпочтений: они уделяли незнакомым самкам столько же внимания, сколько и своим ночным подружкам, что вполне в духе серых полевок. Однако самцы с геном степных полевок avpr1a прижимались к своим ночным партнершам гораздо дольше, чем их собратья из контрольной группы. Ларри и его коллеги «включили» у них моногамное поведение или, если хотите, создали супружескую привязанность у вида, который не образует прочных связей. Ученые изменили врожденное поведение животных всего одной генетической операцией, и это был даже не новый ген, а только другая версия уже имеющегося у серых полевок гена. Но после такой операции не просто возникло большое различие между двумя особями одного вида – вся социальная система стала иной: моногамной вместо полигамной. Граница между двумя совершенно разными образами жизни оказалась зыбкой.
Успех эксперимента объясняется примерно так же, как и результаты исследования женской привязанности (на самом деле нервные волокна окситоцина и вазопрессина можно найти в одних и тех же областях мозга). Под влиянием андрогенов, воздействующих на гетеросексуально организованный мужской мозг, и поощрения, возникающего в мозге в ответ на запах самки в течке, самцы спаривались, также получая за это мозговое поощрение. Во время полового акта они обоняли запах самки и воспринимали всю доступную социальную информацию. Секс стимулировал выброс вазопрессина из волокон, берущих начало в миндалевидном теле. К прилежащему ядру и паллидуму поступал поток дофамина, в латеральной перегородке и паллидуме происходило объединение данных о партнерше. Под влиянием дофамина и данных о самке между нейронами формировалась прочная связь – связь между социальными сигналами от самки и поощрением в мозге. Теперь у самцов серых полевок, как и у их родственников – степных полевок, поощрение было ассоциировано с конкретной самкой: им нравилось иметь постоянную подружку.
С этого момента ученые знали, что межвидовой барьер преодолим. Знали они и то, что «мусорная» ДНК, отвечающая за различия в поведении, неодинакова даже у особей одного вида. Пока Ларри изучал «мусорную» ДНК, он обратил внимание, что не у всех степных полевок последовательность повторяющихся фрагментов одинакова. Длина этого участка гена у разных особей разная. А надо сказать, что у самцов степных полевок также есть индивидуальные особенности социального поведения: в природе примерно 60 процентов самцов образуют постоянные пары с самками, остальные всю жизнь волочатся за разными дамами.
Элизабет Хэммок, бывшая студентка Ларри, ныне работающая в университете Вандербилта, решила выяснить, связаны ли различия в длине «мусорной» ДНК гена avpr1a, которые наблюдаются у особей одного вида, с различиями в количестве вазопрессиновых рецепторов в мозге, а также с индивидуальными особенностями социального поведения степных полевок, поскольку такие различия существуют между степными и серыми полевками. Она обследовала всех полевок в колонии, нашла самцов и самок с длинными и короткими «мусорными» ДНК, а затем выступила в роли свахи, начав скрещивать «длинных» самок с «длинными» самцами, а «коротких» – с «короткими». Так Элизабет получила две группы потомков – с длинными повторностями и с короткими. После этого она отдала половину малышей матерям с противоположной версией «мусорной» ДНК, чтобы учесть минимальные различия в воспитании: если поведение детенышей, выращенных одной матерью, будет различаться, это можно будет объяснить скорее результатом работы гена, чем уровнем заботливости самки.
У самцов с длинной версией «мусорной» ДНК было больше вазопрессиновых рецепторов в нескольких участках мозга, включая обонятельную луковицу и латеральную перегородку (она делает вклад в социальную память). Эти животные были заботливыми отцами и активно заботились о своих малышах. Среди отцов с короткой версией «мусорной» ДНК только 80 процентов проявляли подобное поведение (такую же статистику получила Франсез Чампейн, сравнивая самок крыс с высоким и низким уровнями заботливости). У самок разницы в поведении, связанной с длиной гена, не было, следовательно, различия в длине гена avpr1a были существенны только для самцов.
Итак, разные версии гена – это разная манера ухода за потомством. А что можно сказать о брачном поведении и привязанности? Хэммок переложила испачканную самкой подстилку в клетку с самцами того же возраста. Самцы с длинной версией avpr1a быстрее ею заинтересовались и уделили ей значительно больше внимания, чем самцы с короткой версией. Разница наблюдалась, только если подстилка имела запах самки. Когда Хэммок предлагала подстилку с другими запахами, например ароматом банана, различий не было. Еще самцов подсаживали к сексуально восприимчивым самкам, а затем проводили тест на предпочтение партнера. Самцы с длинной версией гена проводили со своей новой невестой как минимум в два раза больше времени, чем самцы с короткой версией. Они не выказывали почти никаких предпочтений, то есть оказались никудышными женихами.
Как следует из описанного исследования, различия в длине «мусорной» ДНК могут оказывать глубокое влияние на поведение, по крайней мере в условиях жесткого контроля сверху и в апартаментах размером с обувную коробку. Но вот эксперименты, проведенные в дикой природе или в условиях, приближенных к естественным, дали противоречивые результаты. Один такой эксперимент под руководством Алекса Офира из университета штата Оклахома показал, что не всегда именно «мусорная» ДНК определяет степень привязанности полевок. Она зависит и от характера распределения вазопрессиновых рецепторов в мозге. Если у самца степной полевки мало рецепторов в так называемой поясной коре (она отвечает за пространственную память), он забывает свою территорию и становится «бродягой», спариваясь со множеством самок и производя больше потомства. Тем не менее работа гена вазопрессина, без сомнения, имеет огромное влияние на брачное и родительское поведение самцов полевок, а изменения в этом гене влекут за собой изменения в поведении.
