Gomila pamučne i hrčke posteljine raste i neprekidno pada, kao da dvije prerijske volove prikovane ispod dišu jednolično. U divljini će ovi „krumpiri od prerije“ imati sreću da će nekoliko mjeseci uživati u partnerskom društvu: Njihova veličina zalogaja čini ih popularnim kod lasica, jastreba i zmija. Ali ovdje, u kavezima za razmnožavanje u Atlanta's Yerkes National Primate Research Center, voluharice mogu očekivati dvije ili tri godine blaženog suživota, izvlačeći legla brzinom od mjesec dana.
Povezani sadržaj
- Ovo je tvoj mozak na očinstvu
"Život je dobar", kaže Larry Young, Yerkesov istraživač koji gotovo dva desetljeća proučava volove. "Imaju prijatelja. Materijali za gniježđenje. Nema parazita. Svu hranu za kuniće koju bi željeli. "
Volovi mogu izgledati poput animiranih pompova sa sjajnim i budnim očima prema vama i meni, ali Young i njegovi kolege vide ih kao ključ za razumijevanje nekih najnježnijih i najtajanstvenijih nagona čovječanstva: zašto mi brinemo za svoje partnere, grdimo svoju djecu, čak i oplakujemo naši mrtvi. Riječ "vole" je naposljetku anagram za "ljubav".
"Moj je rad fokusiran na središnje pitanje: Zašto mi komuniciramo s drugima kao što radimo?", Kaže Young. Odgovor se, prema njegovom mišljenju, gotovo uvijek svodi na neurokemiju, ali to nije lak predmet proučavanja. Znanstvenici ne mogu mnogo popraviti mozak ljudi ili drugih živih primata, a mrtvi im nisu od velike koristi. Mnoga molekularna ispitivanja uma usredotočila su se na bijelog laboratorijskog miša, ali Young odbacuje ovaj životinjski model kao "vreću mutacija". Nakon stoljeća inbreedinga za medicinska istraživanja, to je previše uklonjeno iz prirode,
Voluharica je usko povezana s lemingom i nalikuje hrčku. (Joel Sartore / National Geographic Creative) 
Za razliku od 97 posto sisavaca, voluharice su monogamne, tvoreći veze koje traju dugo nakon parenja (često i za život, iako kratko). (Joel Sartore / National Geographic Creative) 
Muški prerijski volani pridržava se svog partnera, koji u gnijezdu provodi više od 60 posto svog vremena. (Todd Ahern) 
Larry Young gotovo dva desetljeća proučava volove. Raniji rad istražio je kako geni pokreću ponašanje u gušterastih guštera. (Ljubaznošću Larryja Younga) 
Proučavajući volove, Larry Young je naučio da samo nekoliko molekula orkestrira naše društvene interakcije. (Ljubaznošću Larry Young) 
Prerijski volovi obično se gnijezde u podzemnim burama. Režu travu na površini kako bi stvorili mrežu staza širokih dva inča i do 80 stopa. (Yva Momatiuk i John Eastcott) 
Prerijski volovi žive na travnatim staništima sa suhim tlom. Obilno prizemno leglo je plus; voluharice ga koriste za skrivanje svoje mreže staza. (Yva Momatiuk i John Eastcott) Voluharica, usko povezana s lemingom i nalik hrčcima, mnogo je noviji eksperimentalni predmet: Prve prerijske volove napravljene za posjedovanje gena druge vrste pojavile su se na sceni tek 2009. (svijetlile su zeleno jer su označene fluorescentnim proteinima meduza značilo vizualno signalizirati da je prijenos DNA uspio.) Još 2012. znanstvenici su prvi put pročitali DNK u knjizi genetskih uputa za volove ili genomu. I premda je glodavac na neki način glodavac propalica poput bilo koje druge, koju vrtlari ponekad smatraju štetočinom, ona pokazuje društvene osobine za koje mislimo da su duboko ljudske.
Najistaknutiji, volovi - za razliku od 97 posto sisavaca - su monogamni, tvoreći veze koje traju dugo nakon parenja (često i za život, iako kratko). "Mužjak i žena se okupljaju, a mužjaci udvaraju ženki tako da ona ulazi u estrus, a oni se druže", objašnjava Young. "I tada se nešto dogodi u vremenu kad se pare, i satima nakon toga, tako da se te dvije životinje vežu i žele ostati zajedno uvijek." Umjesto da napuštaju sudbine koje slijede, bebe se muže okolo kako bi ih odgajale., Ženka očito očekuje ovo praćenje, dobacujući joj frajera oko vrata ako ne radi svoj dio. A kad partner umre, volovi doživljavaju nešto slično.
Iz znanstvene perspektive možda su najuzbudljiviji prerijski zavoji blizu identičnih rođaka zvanih livadni volovi koji ne dijele nijednu njihovu društvenu izdašnost. Uspoređujući vjerne glodavce sa njihovim promiskuitetnim doppelgängerima, Young i njegovi kolege nadaju se da će otkriti neuronske krugove koji stoje iza monogamnih sklonosti prerijske volove. "Prerijski volovi žude za socijalnim kontaktom, a livadni volovi ne", kaže Young.
"Izvanredan dar znanosti" je kako Thomas Insel, čelnik Nacionalnog instituta za mentalno zdravlje i pionir u istraživanjima volova, opisuje osobe koje žive. "Eksperiment je priroda već učinila", kaže on. "Kakvi su rezultati? Što je genetski modificirano u mozgu da se dobije razlika u ponašanju? "
Da bi to saznao, Young koristi nevjerojatno sofisticiran skup biomolekularnih alata, od genetskog slijeda do transkriptomije.
No, može li životinja tako ponizna kao prerijska voluharica, tek u posljednje vrijeme regrutovana s američkih ravnica, doista imati tajne za dijeljenje o ljudskim zagonetkama poput nevjere i možda čak i socijalnih poremećaja poput autizma? Apsolutno, kaže Young, koji je i sam započeo život kao provincijsko stvorenje, rođeno "kilometar niz zemljani put" u zemlji s pijeskom i borovima Sylvestera u državi Georgia. (Još uvijek tamo drži kabinu, gdje mrzi citirane studente preko koze i drugih postupaka.) Za DNK nije čuo tek nakon srednje škole. Čini se da je njegov dio zanimanja za ponašanje voluha i strukture mozga proizlazio iz znatiželje za njegov životni put: brak, razvod, ponovni brak, petoro djece i neprekidna ljubavna veza s neuroznanošću koja ga je odvela daleko od njegovih seoskih korijena.
***
Prairie vole prvi su put pripale znanosti već 70-ih godina prošlog stoljeća, kada je mammalog Lowell Getz pokrenuo rutinsku populaciju na poljima lucerke i pašnjacima plavog trave blizu Sveučilišta Illinois u Urbani-Champaign, gdje je u to vrijeme predavao. Kako bi noću skinuo prednost s nižih temperatura, on i drugi istraživači ponekad su držali Jacka Daniela u sobi za proučavanje, zajedno s podacima i drugim materijalima. Alkohol je bio za vlastitu konzumaciju istraživača; testovi ukusa otkad su pokazali da prerijski volovi poput likera i razrijeđenog viskija zapravo mogu biti mamac dobre voluharice.
Puknuti kukuruz djelovao je dovoljno dobro u zamkama, ali znanstvenici su primijetili nešto neobično. Prerijski volovi često su se pojavljivali u parovima, često muški i ženski. Ponekad bi znanstvenici ponovno ugrabili isti dvojac nakon nekoliko mjeseci. Ti su parovi činili oko 12 posto ulova odraslih prerijskih vole, u usporedbi s samo 2 posto ostalih zarobljenih volova. Kako bi otkrio što se događa, Getz je opremio desetak prerijskih volećih parova s minijaturnim radijskim ovratnicima napajanim baterijama slušnog aparata. Prateći njihova kretanja kroz gustu travu, otkrio je da je 11 od 12 "parova" više ili manje stalno živjelo u podzemnim jarcima, što je ponašanje gotovo nečuveno među glodavcima. Oba člana 12. para imala su druge partnere u odvojenim ljubavnim gnijezdima. Getz je očito zarobio dva pokušaja na sredini.
Iznenađen, svoje je nalaze odnio Sue Carter, kolegici sa Sveučilišta u Illinoisu koja je radila na endokrinologiji hrčka. Ženke hrčke rutinski klaju i jedu svoje seksualne partnere. "To je ono što sam smatrao normalnim", prisjeća se Carter. Bila je nespremna za privrženost volova svojim partnerima ili za ono što se ispostavilo kao dugotrajne i strastvene seanse parenja ("Morali smo ih staviti na videozapis s vremenskim odmakom. Nitko nije mogao sjediti 40 sati!").
Ali što prilog čini tako jakim? Kako točno par forsira svoju vezu? Carter i ostali naposlijetku su oksitocinu s kemijskim glasnikom - također hormonom povezanim s percepcijom društvenih znakova, porođaja i vezivanja majki. Kad je ženska prerijska voluharica primila injekciju oksitocina u svoj mozak, ona se još više zgrčila sa svojim partnerom i stvorila jače veze. Otkriveno je da je još jedan hormon, vazopresin, povezan s teritorijalnošću, promovirao vezanje parova kod muškaraca.
Možda su istraživači predložili da je evolucija gomilala dobro uspostavljene neuronske sklopove. Ako su hormoni odgovorni za majčino ponašanje kod žena i teritorijalnost u muškaraca bili oslobođeni tijekom seksa, oni bi mogli potaknuti ovu novu povezanost muškaraca i žena. Primjerice, prerijski vole vole uključuju neobičnu količinu vaginalno-cervikalne stimulacije - vjerojatno prilagođeno ponašanje koje pokreće oslobađanje oksitocina koje je normalno povezano s porođajem. Umjesto vezivanja s djetetom, ženka se veže sa svojim partnerom.
Naknadne studije pokazale su da za razliku od livanskih volova koji uklanjaju vezu, prerijski volovi imaju receptore za oksitocin i vazopresin u područjima mozga povezanih s nagradom i ovisnošću. Mozgovi volova opremljeni su tako da nagradu za seks povezuju s prisustvom određenog partnera, baš kao što "ovisnik nauči povezanost s parafernalijom droga kad poraste, pa čak i njegova pukotina postaje ugodna", kaže Young. Smatra da ljudski neobični stil parenja licem u lice, koji naglašava partnerove jedinstvene fizičke karakteristike u trenutku nagrade, vjerojatno služi i za cementiranje ugodne veze s jednim pojedincem.
Studije vezivanja voluharica iz ranih 1990-ih zaintrigirale su Young-a, koji je na fakultetu otkrio molekularnu biologiju. Nakon što je diplomirao, istraživao je u laboratoriju u Teksasu proučavajući gušterače guštere sa savijanjem spola, čiji fluktuirajući hormoni omogućuju prelazak između muškog i ženskog ponašanja. Otkrio je da može dramatično promijeniti njihovo ponašanje ubrizgavajući im jedan ili drugi hormon. Kad je otišao u Yerkes na Sveučilištu Emory, uzeo je u obzir razne tehnike koje bi također mogle dešifrirati aktivnost gena. U prvom takvom eksperimentu u tim životnim sredstvima, Youngov tim ubacio je prairie volumen gena koji kodira receptor za vazopresin u virus, a potom je ubrizgao virus u nagradne centre mozga livadne vole. Točka? Da bi se vidjelo hoće li vanzemaljski DNK izmijeniti ponašanje livada. Uspjelo je: Kako su životinje odrastale, počele su ispoljavati ponašanja koja se povezuju u parovima. "Preobrazili smo livadsku voluharicu u prerijsku voluharicu, i to bihevioralno", kaže on.
Davno prije nego što je započeo svoj posao s volanom, Young je shvatio snagu veze parova: oženio se svojim srednjoškolskim dragim na svoj 18. rođendan. Sada Young shvaća da svaka veza u parovima ovisi o skupu gena i kemikalija za mozak, koji vjerojatno djeluju zajedno s oksitocinom i vazopresinom. Njegovo najnovije otkriće je transkriptomija, polje fokusirano na glasnik RNA, genetski materijal odgovoran za prebacivanje podataka iz DNK stanice u njenu mašinu za proizvodnju proteina. Dok DNK svake stanice u tijelu ostaje isti, razina proteina proizvedenih prijevodom te DNK mijenja se iz jedne minute u drugu. Youngov laboratorij pokušava gledati kako RNA glasnika fluktuira kako se krivotvori misteriozni prerijski vole. Istraživači "žrtvuju" životinje u različitim fazama procesa vezivanja, a zatim ekstrahiraju mRNA. Ako signal mRNA pokazuje da su geni aktivni tijekom parenja u prerijskim voluharima, ali ne i livadnim voluharicama, ti geni postaju kandidati za proučavanje. "Možemo osmisliti eksperimente kako bi manipulirali tim genima", kaže Young, "i utvrdili jesu li oni uključeni."
Isto tako, nestrpljiv je pogledati svoj novo sekvencirani gen za prairie vole zajedno s genomom livadne voluharice, kako bi otkrio razlike vrijedne daljnjeg ispitivanja. Izazov je dobivanje računala za usporedbu i usporedbu tako velike količine genetskih informacija.
"Pred nama je 50 godina rada i puno toga što ne znamo", kaže on.
***
Evo jedne prljave male tajne: prerijski volovi su monogamni društveni, ali ne i seksualni. Kao i kod ljudskih romansi, povezivanje parova ne isključuje ono što istraživači nazivaju oportunističkom nevjerom, o čemu svjedoči Getzov dvoznamenkasti par. Ta nevjera znači da mnogi mužjaci siriju mladiće izvan gnijezda - i mogu slučajno odgajati tuđe bebe. (Otprilike 10 posto mladih potiče od oca koji nije glavni odvjetnik njihove majke.) I baš kao i u bazenu za ljude, neki muškarci se uopće ne spajaju. Ti opnati pojedinci poznati su kao "lutalice".
Jedna od Youngovih tvrdnji da slavi je otkrivanje genetske razlike između prvostupnika karijere i odanih partnera. Pronađen je u dijelu gena receptora za vazopresin koji se zove mikrosatelit, ponavljajući genetski materijal koji se dugo vremena zvao „bezvrijedna DNK“. Mužjaci s dugom verzijom mikrosatelita superiorni su veznici parova, jer u većem broju imaju receptore područja mozga, a muškarci s kratkom verzijom mogu ostati netaknuti.
Slična varijacija može biti značajna i među ljudima. Švedski istraživači genotipizirali su gotovo 2000 odraslih osoba i pitali ih o vezama. Muškarci s dvije kopije određene verzije gena za vazopresinski receptor dvostruko su vjerovatnije prijavili krizu u svom braku u prošloj godini, kao i muškarci s jednom ili nula primjeraka. Njihovi su partneri također izrazili manje zadovoljstva. Young nije analizirao svoj gen: "Ne želim znati", kaže on.
Ono što on želi znati je više o tome što prerijske vole razlikuju jedna od druge. Mogu li rana životna iskustva napraviti značenje? I može li ta razlika osvijetliti ljudsko ponašanje i socijalne poremećaje?
Katie Barrett, studentica diplome u Youngovom laboratoriju, navlači više parova rukavica dok me vodi u sobu punu volova za odrasle. "Oni su grijesi", kaže, objašnjavanjem. Muški volovi u sobi, koji svaki putuju u komotnim arenama umjesto u običnim kavezima, nalaze se usred testa za partnerove preferencije, što je temelj mnogih istraživanja volova. Zajedno s mužjacima, ženke ogrnute plastičnim vezicama vezane su na suprotnim krajevima svake arene. Jedna ženska osoba je mužjak, a druga potpuna nepoznanica. Iako se može pariti s obojicom, dobro spojeni muškarac trebao bi provesti puno više vremena družeći se sa svojim partnerom. Računalni program analizira pokrete njegovog malog tijela, zbrajajući minute.
Barrett je otkrio da bebe voluharice izolirane od lizanja i njegovanja roditelja, interakcije za koju se zna da potiče proizvodnju oksitocina, imaju problema s povezivanjem s budućim prijateljima - ali samo ako izolirani volovi imaju relativno nisku gustoću receptora oksitocina u područjima s nagradama mozak. Ona provodi testove kako bi otkrila može li lijek za jačanje oksitocina zaštititi socijalnu budućnost zapostavljenih životinja. "Možete li intervenirati u ranom životu i zaštititi se od ovog ishoda?", Pita Barrett.
Prethodni rad pokazao je da su učinci oksitocina jači kod žena nego kod muškaraca, ali u današnjem testu muškarci koji se tretiraju kao mladići se prilično dobro vežu. "Nisam očekivao to", kaže Barrett. Čini se da rano puštanje oksitocina stvara jači socijalni mozak u oba spola.
***
Volovi i produženjem oksitocina počeli su širiti maštu, mada je ishod ponekad blesav. Tu je knjiga za samopomoć " Love Love Like Prairie Vole: Šest koraka do strastvenog, obilnog i monogamnog seksa", kao i miris pod nazivom "Tečno povjerenje", sintetički sprej s oksitocinom koji se plasira na "samce" i "prodavače". Naravno, Young ističe, čak i ako sprej djeluje (a on ne kaže da to čini), nosilac bi udahnuo mnogo više hormona nego bilo koji potencijalni cilj: "Tko će kome vjerovati?" Smije se.
Ali neke su ljudske uporabe prilično ozbiljne. Jedan od Youngovih primarnih interesa su terapije protiv autizma. "Autizam je poremećaj u kojem socijalni znakovi nisu tako vidljivi, djeca nisu motivirana za interakciju s drugima i imaju poteškoća u čitanju emocija", ističe on. "Čini se da sve ove društvene stvari oksitocin potiču." Već se sintetski oksitocin, koji se daje kroz nos, koristi u eksperimentalnim tretmanima povezanima s autizmom.
Ipak postoji dobar razlog da budete oprezni u pogledu ljekovitih oksitocina. "Prema mom vlastitom mišljenju, nije bilo dovoljno preliminarnih podataka o životinjama", kaže Karen Bales, koja proučava socijalnu povezanost na Sveučilištu Kalifornija u Davisu i brine se o posljedicama izlaganja mozga u razvoju molekule. Bales i njezini kolege otkrili su da izloženost oksitocinu može inhibirati vezanje parova u kasnijoj životnoj dobi, posebno kod mužjaka. Iako neki radovi, uključujući i ljudska bića, pokazuju da molekula može pomoći društvenosti, drugi smatraju da učinak ovisi o pojedincu i situaciji.
"Morate se paziti preuranjene ekstrapolacije", kaže Insel, s Nacionalnog instituta za mentalno zdravlje. "Želite biti vrlo oprezni i ne pretpostavljati da smo vrlo, vrlo veliki prerijski volovi."
Manje kontroverzni, za sada, je Youngin rad na terapiji tuge. On i njemački kolega nedavno su proučavali što se događa kad se voluharice i njihovi životni partneri razdvoje. U rigoroznim stres testovima, uključujući one koji su glodavce bacili u čašu vode, oni koji su upravo izgubili partnera borili su se puno manje od ostalih. Umjesto toga, oni su pasivno plutali, izgleda da ne brinu jesu li živjeli ili umrli. Na neki su način njihovi simptomi nalikovali depresiji. "Kada životinje formiraju ovu dvostruku vezu, postaju ovisne o tom partneru, a kad izgube partnera to je gotovo poput povlačenja iz droge", objašnjava Young. "To je negativna posljedica evolucijski korisne stvari. To je ljubavna bolest. "
Kada su istraživači rastavljali mozak ožalošćenih životinja, otkrili su povišenu razinu kemikalije koja se naziva faktor oslobađanja kortikotropina, ili CRF. Ako su kemijski receptori ožalošćenih životinja blokirani, volovi su se ponašali normalno, žestoko se boreći za život. "Pomaže nam da razumijemo neurocircuitry koji može biti uključen u depresiju uopće", kaže Young.
On iz prve ruke zna bol zbog razdvajanja. Prije desetak godina napustila ga je prva supruga, njegova partnerica još od srednje škole, povevši sa sobom njihovo troje djece. Mjesecima je lebdio u metaforičkoj čaši. "Živio sam u kući bez namještaja", kaže on. "Spavao sam na madracu malog djeteta. Shvatio sam posljedice koje se događaju kad izgubiš nekoga koga voliš, jer sam to prošao. U trenutku kad prolazite kroz to, ne razmišljate o eksperimentima i stvarima - ovi se pozivi i pogoni upravo događaju. "
Young se od tada oporavio. Nedavno je osnovao Centar za translacijsku socijalnu neuroznanost u Emoryju, koji se fokusira na to kako se osnovnim istraživanjima na životinjama mogu informirati o novim načinima liječenja ljudskih socijalnih poremećaja, te je sazvao međunarodni sastanak za istraživače volova. Karta svijeta na zidu njegovog ureda naglašava koliko je daleko od svog zemljanog puta Sylvestera proputovao. Na jednom putovanju Madamparkom na Madagaskar, on i drugi istraživači prikupili su uzorke mozga dviju usko povezanih vrsta ploverice, druge životinje sa „ ljubav ”u svoje ime. Jedna vrsta je monogamna, a druga nije. Young se nada da će usporediti svoje živčano ožičenje s onim od volova.
Možda najznačajnije, također se ponovno vezao, ovaj put s drugim neuroznanstvenicima. Tijekom večere on i njegov partner razgovaraju o boljim točkama njegova rada s hormonima i o tome kako se to odnosi na ljudsko stanje. Genetika i kemija mozga mogu oblikovati svaku vezu, ali oni ne čine da magija traje sama od sebe. "Još se moram sjetiti obljetnice", kaže on. "Još uvijek moram kupiti cvijeće."
