Звучит не особо заботливо, но толчок был важен для ученого из Университета Райса и ее команды, которые изучали личинок обыкновенных плодовых мух. Их стратегия помогла им прийти к выводу, что природа и воспитание действительно взаимодействуют в определении поведения популяции.
Биолог-эволюционист риса Джулия Зальц и ее коллеги изучили привычки около 50000 личинок Drosophila melanogaster, которые, как и люди, обладают способностью ощущать соблазнительные запахи и имеют стимул избегать их, когда они связаны с неприятным опытом.
Исследователи обнаружили, что некоторые генотипы с определенными наследственными вариациями используют эти экологические сигналы боли и удовольствия, чтобы принимать более обоснованные решения о том, где окукливаться.
Исследование опубликовано в этом месяце в журнале The American Naturalist.
«Старая оппозиция между природой и воспитанием представляет поведение либо как следствие генов, либо как результат обучения — но не обоих сразу», — сказал Зальц, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Райса. "Напротив, генетические различия могут влиять на то, как люди взаимодействуют с окружающей средой и учатся у нее."
Исследователи изучили два типа поведенческой пластичности — контекстуальную и развивающую — чтобы увидеть, как они объединяются для обучения личинок, которых сначала привлекает фруктовый запах, который указывает на источник пищи, а затем испытывает шок, который научил многих из них. их, чтобы избежать этого. Исследователи измерили разные генотипы мух в одной популяции и обнаружили наследственные генетические вариации в способности мух ассоциировать запах с опасным поражением электрическим током.
В ходе более чем 800 испытаний Зальц и ее команда обучили личинок распознавать фруктовый запах этилацетата на диске из фильтровальной бумаги, помещенном на одну сторону чашки Петри. С другой стороны был установлен нейтральный диск с парафиновым маслом.
Затем личинок «обучили» ассоциировать запах с легким шоком во второй чашке и оценили, насколько хорошо они научились избегать запаха через пять минут или три часа.
Результаты показали отсутствие различий между начальным обучением и трехчасовой памятью, что упростило задачу оценки производительности личинок из-за генетических различий.
Наконец, исследователи оценили «пластичность окукливания» своих испытуемых в еще 364 испытаниях, поместив блуждающих личинок близко к окукливанию в посуду с дном, в котором либо был фруктовый сок, либо нет, и чистыми крышками, в которые они могли убежать.
Эффект был скромным, поскольку отдельные эксперименты показали, что около 70 процентов личинок окукливались на простом субстрате и только 50 процентов на поверхности, наполненной соком, но этого было достаточно, чтобы предположить, что различия в обучении, наблюдаемые между генотипами в шоковых тестах, положительно коррелировали с генетическими. изменение пластичности окукливания.
«Генотипы, которые более искусно учатся избегать запаха, также используют сигналы окружающей среды для точной настройки своих решений о том, где окукливаться, в большей степени, чем генотипы с более низкими оценками обучения», — сказала она. "Эти результаты представляют собой первый раз, когда эти два, казалось бы, разных типа поведенческих изменений были обнаружены как генетически коррелированные."
По словам Зальца, определение взаимосвязи между обучением и другими типами поведенческой гибкости помогает исследователям предсказать, как животные могут изменять свое поведение в ответ на изменения окружающей среды, такие как появление инвазивных видов, а также для понимания того, как может развиваться обучение.
«В более широком смысле, генетические вариации в том, как люди взаимодействуют с окружающей средой и реагируют на нее, подчеркивают сложные способы, которыми гены и среда — природа и воспитание — вместе управляют поведением», — сказала она.