Учёные усомнились в достоверности результатов исследований, посвящённых циркадным ритмам: эксперименты показали, что в лаборатории и в природе биологические часы дрозофил могут работать по-разному.

Плодовые мушки ещё раз напомнили исследователям, что в лаборатории организм может вести себя совсем не так, как в естественных природных условиях. (Фото John Tann.)

Очередное исследование, посвящённое биологическим часам, ставит под сомнение достоверность данных, накопленных за 40 лет изучения суточных ритмов. Для своей работы учёные из Университета Падуи (Италия) выбрали обычный в таких случаях объект — плодовую мушку дрозофилу. Но, в отличие от предыдущих исследований, за суточной активностью мух наблюдали не в лабораторных, а в естественных условиях.

Циркадные ритмы, под которыми понимают изменения в поведении и физиологии, подчиняющиеся смене дня и ночи, есть у огромного числа организмов, вплоть до некоторых бактерий. Их нарушения могут стать причиной самых разных болезней, от нервных расстройств до проблем с метаболизмом. Считается, что за биологические часы отвечает некоторая группа генов. Эти гены у разных организмов похожи, поэтому, изучая дрозофилу, можно узнать о том, как биологические часы функционируют у человека. Именно на дрозофиле и была выполнена львиная доля экспериментов в этой области. Но все эти исследования проводились в искусственных условиях, где менялся только один стимул — свет. Никто не проверял, сказываются ли на работе биологических часов изменения температуры, что в природе обычное дело.

На этот раз учёные наблюдали за мухами в условиях, максимально приближенных к естественным. Одни из них жили в открытой клетке в холодном и влажном климате Англии, другие — в тёплой и солнечной Италии. Эксперимент длился три года, за дрозофилами наблюдали с апреля по ноябрь. Результаты получились в некотором роде революционные.

Во-первых, в естественной среде пик активности дрозофил приходился на середину дня, а не на рассветные часы и не на сумерки, как считалось. Между прочим, похожие данные были получены и в параллельных экспериментах с мышами и хомяками: в лаборатории животные предпочитали активничать ночью, тогда как в более или менее природных условиях наиболее активны были днём.

Во-вторых, было принято считать, что вечерняя и утренняя летательная активность у дрозофил подчинена циркадным ритмам. Сейчас же оказалось, что их желание или нежелание летать зависит в большей степени от температуры, чем от состояния биологических часов.

И самое главное: мухи с мутацией в одном из циркадных генов в естественных условиях вели себя так, как будто ничего не случилось. Это оказалось самым серьёзным отличием от лабораторных данных, когда такая мутация сильно изменяла поведение насекомых. По мнению учёных, в природе суточные изменения в поведении учитывают множество разных факторов, которые в сумме могут подавить генетический дефект.

Статья с результатами исследований опубликована в журнале Nature.

Авторы не отрицают, что предыдущие результаты, касающиеся суточных изменений в метаболизме, могут остаться в силе. Но всё, что касается поведения, не мешало бы перепроверить. Учёные попробовали в лабораторных условиях воссоздать естественное окружение дрозофил, то есть добавили изменения влажности, температуры и т. д., и после этого «лабораторное» поведение мух стало больше походить на «естественное». Эта работа заставляет обратить самое пристальное внимание на научно-философский вопрос о том, насколько экспериментальные условия и данные, полученные при эксперименте, соответствуют действительному положению дел. Совершенно очевидно, что эта проблема касается не только зоологов, занимающихся поведением животных, но и биологии в целом.