«Мы обнаружили, что когда вы объединяете двух мужчин вместе, они дерутся, и победитель становится женщиной», – сказал профессор психологии Университета Иллинойса Джастин Роудс, поведенческий нейробиолог, руководивший исследованием. "Но первое, что меняется, – это мозг, в частности часть мозга, которая контролирует гонады."
По словам исследователей, результаты, опубликованные в журнале Hormones and Behavior, описывают первый известный пример изменения пола в мозге животного до того, как это произойдет в половых органах.
По словам Родса, у анемонов преобладают самки.
Они объединяются в пары с одним самцом, самым большим из имеющихся самцов, чтобы спариваться на всю жизнь. Каждая спаривающаяся пара поселяется в анемоне, «который похож на перевернутую медузу», – сказал Родс. Анемон защищает их от хищников своими жалящими щупальцами. Рыбы-анемоны обладают иммунитетом к укусам анемонов.
Самки откладывают яйца, а самцы их оплодотворяют. После этого мать защищает гнездо, защищая его от хищников, а отец ухаживает за яйцами.
«Рыбы-анемоны полностью зависят от морского анемона в плане защиты», – сказал Родс. "Наш вид, Amphiprion ocellaris, всегда будет находиться в пределах метра от анемона."
Иногда другим непродуктивным самцам разрешается также жить на одном анемоне с парой для спаривания.
Если по какой-то причине самка исчезает, ее партнер-самец начинает – почти сразу – принимать на себя поведение самки, например, агрессивно защищать гнездо. И следующий по величине самец переезжает, чтобы стать ее помощником.
Но сначала у рыбы, которая ведет себя как самка, есть мужской мозг и гонады. Роудс и его коллеги хотели узнать, начался ли переход от самца к репродуктивно жизнеспособной самке сначала в мозге или гонадах.
Они поставили эксперименты в лаборатории, где спарили самцов анемонов и отслеживали их развитие. Всего они проследили 17 пар самцов анемонов.
Исследователи сообщили, что через несколько минут или часов после того, как их поместили в резервуар, один из двух самцов стал доминирующим и начал вести себя как самка.
«Мы думали, что как только рыба поймет, что она доминирует, ее гонады сразу начнут меняться», – сказал Родос. "На самом деле это не то, что случилось.
Гонады оставались мужскими, пока мозг менялся."
Исследователи сосредоточились на структуре мозга, которая регулирует функцию гонад. Эта структура, преоптическая область, у женщин намного больше, чем у мужчин, примерно в два раза больше нейронов.
«Мы отслеживали изменения в преоптической области, изменения гонад и гормонов крови», – сказал Роудс. «Мы подсчитали нейроны в преоптической области, взяли образцы крови, чтобы определить половые гормоны, и исследовали яйца, чтобы определить соотношение яиц к тканям яичек в половых железах."
В течение шести месяцев после спаривания с другим самцом доминирующая рыба увеличила свою преоптическую область до размера, который сделал ее неотличимой от той же области в мозге других самок анемонов.
«Через шесть месяцев эта часть мозга полностью изменилась с мужского на женский мозг», – сказал Роудс. "Но половые железы еще не изменились, а это значит, что они все еще мужские половые железы."
По словам Родса, любой биолог, изучающий анемоновую рыбу, на этом этапе определит ее как самку. "Кроме того, если вы спросите другую рыбу, они скажут вам, что это самка."
Самцы анемонии не будут драться с самками, но самки будут сражаться друг с другом до смерти.
Именно так другая рыба отреагировала на доминирующую рыбу.
«Это очень четкая демонстрация того, что секс в мозгу и половые железы могут быть разделены», – сказал Роудс. "Это женщина или мужчина? У него женский мозг, но его гонады мужские."
Несмотря на ожидания исследователей, доминирующая рыба, похоже, не спешила менять свои гонады на полностью женскую разновидность. Только три из доминирующих рыб в 17 парах фактически полностью перешли к репродуктивным самкам с жизнеспособными икринками в гонадах. Одно из трех отложенных яиц.
Остальные пары, казалось, держались в режиме ожидания, с женским мозгом и мужскими гонадами. Исследователи следили за ними в течение трех лет, и рыба так и не достигла полного перехода.
«Мы не знаем точно, чего они ждут», – сказал Родс. "Может быть, они ждут, когда станут больше, чтобы производить больше яиц. Может быть, у них нет правильной химии в паре."
Родс является филиалом Института передовых наук и технологий Бекмана и Института Карла Р. Институт геномной биологии им. Вёзе при Университете США. я.