авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Взаимосвязь социального поведения и гормонального статуса у дальневосточного лесного кота (prionailurus bengalensis euptilura)

На правах рукописи

ПАВЛОВА Екатерина Владимировна ВЗАИМОСВЯЗЬ СОЦИАЛЬНОГО ПОВЕДЕНИЯ И ГОРМОНАЛЬНОГО СТАТУСА У ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ЛЕСНОГО КОТА (Prionailurus bengalensis euptilura) Специальность 03.00.08 – зоология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2010

Работа выполнена в Институте проблем экологии и эволюции А.Н. Северцова РАН

Научный консультант: кандидат биологических наук доцент по специальности зоология Сергей Валериевич Найденко

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Андрей Всеволодович Чабовский доктор биологических наук Михаил Павлович Мошкин

Ведущая организация: Институт систематики и экологии животных СО РАН

Защита состоится 23 марта 2010 года в 14.00 часов на заседании Совета Д 002.213.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Институте проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН по адресу: 119071, Москва, Ленинский проспект, д. 33, тел/факс: (495) 952-35-84, e-mail:

admin@sevin.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Отделения биологических наук РАН по адресу: 119071, Москва, Ленинский проспект, д. 33.

Автореферат разослан 19 февраля 2010 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций кандидат биологических наук Е.А. Кацман

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования В настоящее время одним из наиболее актуальных направлений исследований является изучение адаптивных стратегий животных и выявление физиологических и поведенческих путей их реализации. Комплексный анализ репродуктивной физиологии, активности системы гипоталамус-гипофиз надпочечники (ГГНС) и социальных взаимодействий является основным подходом в решении этого вопроса (Blanchard et al., 1998;

Creel, 2001;

Keverne et al., 2003;

Мошкин и др., 2003). Определение уровня стрессированности животных всегда представляло интерес для исследований поведения животных, как для успешного содержания и разведения их в неволе, так и для оценки процессов, происходящих в природных популяциях. В связи с трудностью проведения прямых измерений одним из подходов в решении этой задачи является использование поведенческих индикаторов стресса (Carey, Farnsworth, 1983;

Carlstead, Seidensticker, 1991), не всегда подтвержденных для конкретного вида. В последнее время в связи с развитием неинвазивных методов измерения глюкокортикоидов и увеличением интереса к исследованиям биологии диких животных, большое значение приобретает разработка и валидация неинвазивных методов измерения стресса (адренокортикоидной активности) у позоночных (Miller et al., 1991;

Герлинская и др., 1993;

Palme, 2005). У животных, ведущих социальный образ жизни, все большее внимание отводят роли социальных взаимодействий как фактора, влияющего на активность ГГНС (Creel et al., 1992, 1997;

DeVries et al., 1996;

Martinez et al.,1998;

Goymann et al., 2001;

Stavisky et al., 2001). Однако, даже у малосоциальных видов социальные взаимодействия крайне важны, и в отдельных случаях могут приводить у них даже к полному подавлению размножения (Wielebnowski et al., 2002). В целом, у животных, ведущих одиночный образ жизни, связь активности ГГНС с особенностями социального поведения изучена мало (Мошкин и др., 2001).

Выявление таких закономерностей играет важную роль в изучении и сохранении редких и исчезающих видов, которые широко представлены в семействе кошачьих (Brown, 2006). Дальневосточный лесной кот - редкий и практически неизученный представитель семейства кошачьих. Согласно крайне отрывочным данным для этого вида типична пространственная и социальная структура одиночного хищника (Юдина, Юдин, 1993). Контакты между особями редки и не всегда предсказуемы, в отдельных случаях сопровождаются жесткими агрессивными взаимодействиями, что может служить причиной активации ГГНС животных.

Цель работы: выявить взаимосвязь социального поведения и гормонального статуса животных у дальневосточного лесного кота Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

1. Валидировать методы неинвазивного мониторинга гормонального статуса у дальневосточного кота 2. Выявить динамику репродуктивной активности животных в течение года 3. Описать сезонную динамику характера социальных взаимодействий животных 4. Оценить связь между характером социальных контактов и активностью ГГНС животных Научная новизна и теоретическая значимость выполненных исследований Впервые проведено комплексное исследование особенностей поведения и физиологии редкого представителя семейства кошачьих - дальневосточного лесного кота, с использованием целого ряда методов: этологических, физиологических и биохимических. На основе динамики иммунореактивных веществ в экскрементах животных показана сезонность в размножении дальневосточного кота, сочетаемая с отсутствием сезонных изменений в параметрах качества спермы у самцов данного вида. Показано влияние пола особи, пола партнера и сезона года на характер социальных контактов у дальневосточного кота, а также впервые на представителях семейства кошачьих выявлено комплексное влияние этих факторов на активность ГГНС.

Кроме этого, выделены некоторые особенности в поведении животных (связанные с социальным статусом особи и/или индивидуальной разнокачественностью особей), которые могут быть индикатором активации ГГНС у данного вида.

Научное и практическое значение работы Результаты, полученные в ходе данного исследования, позволяют значительно расширить представления об особенностях социальных взаимодействий у представителей семейства кошачьих, репродуктивной активности животных (сезонной динамике, особенностях размножения, репродуктивном потенциале особи) дальневосточного лесного кота. Данные о социальном поведении животных и активности ГГНС, в частности их изменения в зависимости от различных факторов: сезона, пола особи, статуса животного, индивидуальных особенностей организма, пола партнера, наличия агонистического поведения в социальных контактах, позволяют расширить знания о конкурентоспособности и адаптивном потенциале особи, его роли в формировании структуры социальных взаимоотношений у одиночных хищников.

Результаты работы могут быть использованы для разработки рекомендаций по исследованию различных аспектов биологии млекопитающих неинвазивными методами, а также при разведении в неволе редких видов хищных млекопитающих. Кроме того, полученные результаты используются при чтении курса по экологической физиологии на кафедре зоологии позвоночных Московского государственного университета, а также при чтении лекций студентам различных ВУЗов в УНЦ «Черноголовка» ИПЭЭ РАН.

Апробация работы Основные результаты исследования были представлены в виде устных и стендовых докладов на конференциях «Поведение и поведенческая экология млекопитающих» (Черноголовка, 2005, 2009);

«Популяционная экология животных» (Томск, 2006);

на Международных школах-конференциях молодых ученых «Биология – Наука XXI века» (Пущино, 2005, 2006, 2007);

конференциях молодых сотрудников и аспирантов «Актуальные проблемы экологии и эволюции» (Москва, 2006, 2008, 2009);

Всероссийской конференции по поведению животных (Москва, 2007);

пятом Европейском териологическом конгрессе (Сиена, 2007);

на Международном совещании «Териофауна России и сопредельных территорий» (Москва, 2007);

на тридцать первой международной этологической конференции (Ренн, 2009), на шестой и седьмой международных конференции по поведению, физиологии и генетике диких животных (Берлин, 2007, 2009) и на межлабораторных коллоквиумах ИПЭЭ РАН в 2007–2009 гг.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 4 глав (обзора литературы, характеристики материала и методов исследования, описания результатов, полученных в ходе работы, и их обсуждения), выводов по итогам исследования и списка литературы. Материал изложен на 163 страницах.

Работа содержит 34 рисунка и 2 таблицы. Список цитируемой литературы включает 187 наименование, из них 156 на английском языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведена общая характеристика темы, поставлены цели и задачи исследования.

ГЛАВА 1. Обзор литературы В обзоре литературы описаны различные подходы к регистрации «стресса» у животных, в первую очередь посредством измерения концентрации глюкокортикоидов инвазивными и неинвазивными методами.

Рассмотрены преимущества и недостатки этих методов. Использование неинвазивных методов позволяет оценивать кумулятивный эффект воздействия, не требует непосредственного контакта с животными и их дополнительного стрессирования, позволяет осуществлять регулярный сбор образцов (Герлинская, 1993;

Miller et al., 1991 Palme, 2005). Подробно описаны факторы (пол особи, сезон, статус особи, индивидуальная разнокачественность особей и др.) прямо или опосредовано, влияющие на активность надпочечников у различных видов животных (McCann et al., 2000;

Мошкин и др., 2001;

Creel et al., 2002;

Wielebnowski et al., 2002;

Touma et al., 2005;

Wingfield, 2005). Рассмотрена роль активности надпочечниковой системы в формировании структуры взаимоотношений между животными у ряда видов млекопитающих (Creel et al., 1992, 1997;

DeVries et al., 1996;

Martinez et al.,1998;

Sapolosky et al., 2000;

Goymann et al., 2001). Описана структура пространственной и социальной организации у представителей семейства кошачьих, ее зависимость от ряда факторов (Breitenmoser et al., 1993;

Пикунов, Коркишко, 1992;

Найденко, Хупе, 1998;

Say et al., 1999). Наряду с этим, рассмотрены некоторые особенности физиологии (репродуктивная активность, качество спермы, активность ГГНС,) характерные для представителей семейства кошачьих (Brown, 2006;

Wielebnowski et al., 2002;

Terio et al., 2004;

Wildt et al., 1983, 1986).

ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования Работу проводили в 2003-2009 гг на научно-экспериментальной базе «Черноголовка» ИПЭЭ им. А.Н. Северцова РАН, расположенной в 60 км северо-восточнее г. Москвы. Всего в экспериментах использовали семнадцать половозрелых особей (7 самок и 10 самцов) дальневосточного лесного кота 1- поколений в неволе. Животных содержали поодиночке в вольерах площадью 4, 8 и 16 м2. Наблюдения за социальным поведением животных проводили в вольерах 16 м2.

Валидирование методов неинвазивного мониторинга гормонального статуса у дальневосточного кота Физиологическое подтверждение. Для физиологического подтверждения адекватности метода неинвазивного мониторинга глюкокортикоидов в экскрементах животных оценивали изменения концентрации иммунореактивных веществ, связывающихся с антителами к кортизолу (далее ИРВ-кортизол), в экскрементах в ответ на инъекцию адренокортикотропного гормона (АКТГ). В эксперименте использовали 7 половозрелых особей дальневосточного кота. АКТГ вводили внутримышечно в утренние часы (8.30 12.00;

0.25 мл/10 кг массы тела, что соответствовало 25 ИЕ) зимой и летом.

Летом у всех животных перед инъекцией АКТГ и через час после нее были собраны образцы крови для последующего определения в них уровня кортизола. Экскременты собирали в течение трех суток до и после инъекции.

Собранные экскременты замораживали при температуре -18С и хранили до проведения экстракции гормонов.

Биологическое подтверждение. Для биологического подтверждения адекватности метода неинвазивного мониторинга глюкокортикоидов, оценивали изменения концентрации ИРВ-кортизол в экскрементах в ответ на проведение заведомо «стрессорных» процедур (взятие крови и процедура электроэякуляции). В эксперименте использовали 5 половозрелых особей.

Экскременты также собирали в течение трех суток до и после «стрессорной» процедуры и сразу замораживали при температуре -18С до проведения экстракции гормонов.

Мониторинг репродуктивной активности животных Для мониторинга репродуктивной активности в течение года у половозрелых самцов проводили сбор образцов крови с периодичностью 1 раз в месяц в период с 2006-2009 год. Забор крови проводили в утренние часы (9.00-12.00) из бедренной вены. Сразу после сбора образцов (121 образец), центрифугированием отделяли плазму крови, замораживали при температуре – 18°С и хранили до проведения измерений (Павлова, Найденко, 2009).

У 11 особей (5 самок и 6 самцов) собирали экскременты в период с по 2009 для неивазивной оценки гормонального статуса животных. Для каждого зверя образцы собирали от 2 до 5 раз в месяц, а в марте каждые 3- дня. После сбора образцы замораживали до момента экстракции ( образцов). Экстракцию образцов проводили по описанной ранее методике (Jewgenow et al., 2006). Полученные экстракты хранили при температуре -18°С до проведения измерений.

Для мониторинга сезонной изменчивости активности репродуктивной системы у 10 самцов дальневосточного кота в 2007-2009 гг проводили регулярные сборы образцов спермы (один раз в месяц). Сперму получали с помощью электроэякуляции (Wildt et al., 1983;

Pukazhenthi et al., 2006). Для характеристики активности репродуктивноой системы самцов использовали следующие параметры: объем семенников, объем эякулята, общая концентрация и число сперматозоидов в эякуляте, концентрация, число и доля подвижных сперматозоидов, доля морфологически нормальных сперматозоидов (Brown et al., 1989;

Сагалов, 2002;

Pukazhenthi et al., 2006).

Определение концентрации гормонов Концентрацию гормонов в плазме крови и экскрементах животных определяли методом гетерогенного иммуноферментного анализа с помощью планшетного спектрофотометра Multiscan EX (ThermoElectron Corporation).

Для определение уровня тестостерона, кортизола и прогестерона использовали стандартные наборы компании «Иммунотех» (Москва, Россия). Для определения уровня эстрадиола использовали наборы компании Хема-Мед (Москва, Россия).

Наблюдения за социальным поведением животных Эксперименты по изучению социального поведения животных проводили в период с 2007 по 2009 год. Всего в экспериментах использовали половозрелых особей дальневосточного кота (7 самок и 8 самцов). Изучение особенностей социального поведения животных проводили методом парных ссаживаний. Всего было проведено 140 ссаживаний (560 часов) в вечернее время суток (с 18.00-19.00 – до 23.00-24.00). Для того чтобы проследить предполагаемые сезонные изменения в социальном поведении дальневосточного кота, ссаживания проводили в два периода: период покоя репродуктивной системы (с сентября по ноябрь) и в период гона (с конца января по апрель). Ссаживания проводили между самцами (48 ссаживаний), между самками (36 ссаживаний) и между самцами и самками (56 ссаживаний) в вольере одного из партнеров. При наблюдении за поведением животных фиксировали все ранее описанные формы индивидуального поведения партнеров, а также все взаимодействия животных (Stehlik, 1984;

West, 1974;

Salden, 1983;

Найденко, 1997;

Антоневич, 2008).

Сбор образцов экскрементов при ссаживании животных Образцы экскрементов собирали в течение 3-х суток до ссаживания партнеров (контроль). После ссаживания с партнером экскременты, также в течение 3-х суток собирали только у резидента. Затем экскременты замораживали (при Т=-18°С) для последующей экстракции и анализа уровня ИРВ-кортизол. Всего было проанализировано – 865 образцов.

Статистический анализ Для проведения статистического анализа использовали программы Microsoft Excel и Statistica 6.0. Применяли непараметрические критерии для выборок с ненормальным распределением. Использовали критерий Манна Уитни (Mann-Whitney U test), критерий Вилкоксона для сопряженных пар (Wilcoxon matched pairs test), критерий Краскела-Уоллеса (Kruskal-Wallis ANOVA), а также критерий Фридмана (Friedman ANOVA) и коэффициент ранговой корреляции Спирмена (Spearman Rank Order Correlations).

ГЛАВА 3. Результаты исследования Валидирование методов неинвазивного мониторинга гормонального статуса у дальневосточного лесного кота Физиологическое подтверждение. Инъекция АКТГ приводила к увеличению концентрации ИРВ-кортизол в экскрементах животных и зимой, и летом. Летом у животных достоверно (с 344±78 нг/мл до 1085±282 нг/мл;

в 3, раза) возрастала концентрация кортизола в плазме крови через час после инъекции АКТГ (n=7;

Z=2.37;

p0.05) (Рис.1(а)). Пиковые значения концентрации ИРВ-кортизол в летний период отмечены через 10-47 ч после инъекции (в среднем через 23±5 ч (n=7)) (Рис. 1(б)).

Пиковые концентрации ИРВ-кортизол после инъекции были достоверно выше базального уровня (n=7;

Z=2,37;

p0,05). В летний и зимний периоды выявлены индивидуальные различия (более чем на порядок) как в базальных концентрациях в экскрементах ИРВ-кортизол, так и между пиковыми значениями концентрации гормона. При этом зимой значения ГКИ были несколько ниже, чем летом (n=7;

Z=1,86;

p=0,06), тогда как базальные уровни достоверно не различались (N=7;

p0,05).

а концентрация кортизола в плазме концентрация ИРВ-к в экс., в б * крови в нг/мл + SE инъекция мкг/г + SE 1000 АКТГ 800 * 0 -3 -2 -1 0 1 2 3 До инъекции После АКТГ инъекции сутки АКТГ Рис. 1. Концентрация кортизола в плазме крови (а) и ИРВ-кортизол в экскрементах (б) дальневосточного кота (n=7) до и после инъекции АКТГ. Wilcoxon Matched Pairs Test: (*)-p0,05;

на рисунке приведены средние значения + SE Биологическое подтверждение. Значения концентрации ИРВ-кортизол возрастали после проведения заведомо «стрессорных» для животных процедур. Однако, существовали индивидуальные различия как в максимальных значениях ИРВ-кортизол (lim 1418,34-5750,8 нг/г), реактивности ГГНС (ГКИ=2,5-12,2 раз), так и во времени их достижения у отдельных животных. В связи с этим не выявлено достоверных различий между средним базальным уровнем, и значениями ИРВ-кортизол на 1-4 сутки (Friedman ANOVA: n=5;

df = 4;

Т=4,4;

ns).

Таким образом, введение АКТГ приводило к увеличению концентрации кортизола в плазме крови у дальневосточного лесного кота и уровня ИРВ кортизол в экскрементах животных. «Стрессорные» ситуации также приводили к увеличению ИРВ-кортизол в экскрементах. Все это говорит о возможности использования антител к кортизолу для оценки активности надпочечников у дальневосточного лесного кота.

Характеристика активности репродуктивной системы у самцов и самок дальневосточного лесного кота Анализ 120 образцов крови, собранных от 10 половозрелых самцов дальневосточного кота, показал достоверные различия в уровне тестостерона в плазме крови в течение года (Friedman ANOVA: n=10;

df = 3;

Т=13,9;

p0,01).

Максимальные концентрации были отмечены в феврале-апреле (7,7-14,6а б нг/мл) (Рис.2(а)), затем концентрация тестостерона плавно снижалась доns 2,8+1,2 нг/мл в мае. Незначительный пик тестостерона отмечен в августе, а затем концентрация падала до минимальных значений в декабре (1,8+0, нг/мл).

концентрация тестостерона в плазме а б концентрация ИРВ-т в экс. в нг/г + 25 крови в нг/мл + SE ns * 10 SE ма ь ль й нь ав ь е в рь а п рт нт т де бр ь но р ь ль ль й ь нь ав ь о к б рь е в рь ап рт нт с т д е бр ь но р ь ь ок рь л л с е г ус ма л бр ма бр ра ре ию ию ва гу ра ре б ма ию ию ва б яб я тя я ка я тя ка ян ян ф ф се Рис.2. Изменение концентрации тестостерона в плазме крови (а) и ИРВ тестостерон в экскрементах (б) у самцов в течение года (n=10). Friedman ANOVA:

p0,05;

на рисунке приведены средние значения + SE Оценка активности половой системы самцов на основе анализа концентрации ИРВ, связывающихся с антителами к тестостерону в экскрементах животных (далее ИРВ-тестостерон), показала сходную динамику метаболитов половых гормонов с сезонными изменениями тестостерона в плазме крови (Рис.2(б)). Максимальные значения ИРВ-тестостерон отмечены в феврале-марте, минимальные в октябре-ноябре. Кроме этого, уровень ИРВ тестостерон в экскрементах, также как и уровень тестостерона в плазме крови, несколько возрастали в августе месяце (Friedman ANOVA: n=5;

df =3;

Т=5;

ns).

Таким образом, характер изменения концентрации тестостерона в плазме крови в течение года в значительной степени прослеживался и в сезонной динамике ИРВ-тестостерона в экскрементах животных, что свидетельствует о возможности оценки активности репродуктивной системы у самцов дальневосточного лесного кота неинвазивными методами. Пик секреции тестостерона у самцов дальневосточного кота приходится на весенний период (февраль-апрель), а период покоя репродуктивной системы - на осенний (сентябрь-ноябрь).

Сезонность в секреции половых гормонов у самцов дальневосточного кота сопоставили с сезонными изменениями других параметров репродуктивной активности у самцов, а именно качестве спермы.

Анализ 101 эякулята от 10 самцов позволил описать показатели качества спермы дальневосточного лесного кота (Табл.1).

Табл.1. Основные показатели репродуктивной активности самцов дальневосточного лесного кота (среднее значение + SE) _ Объем эякулята (мкл) 41,3 ± 6, Общая концентрация сперматозоидов в эякуляте (млн/мл) 398 ± 106, Число подвижных сперматозоидов в эякуляте (млн) 4,2 ± 1, Подвижность сперматозоидов (%) 40 ± Доля морфологически нормальных сперматозоидов в эякуляте (%) 35,4 ± 1, Объем семенников (см3) 1,9 ± 0, _ В данном случае не отмечено различий между периодом гона (февраль апрель) и остальным периодом года (май-январь) по таким параметрам как объем эякулята (Wilcoxon matched pairs test: n=10;

Z=0,05;

ns), доля подвижных сперматозоидов в эякуляте (n=10;

Z=1,3;

ns), доля морфологически нормальных сперматозоидов (n=10;

Z=0,3;

ns). В отличие от них значения общей концентрации сперматозоидов (n=6;

Z=2,08;

p0,05) и числа подвижных сперматозоидов в эякуляте (n=6;

Z=2,08;

p0,05) были достоверно выше в остальной период года.

Объем семенников достоверно увеличивался к периоду гона (Friedman ANOVA: n=10;

df = 3;

Т=15,6;

p 0,01). Были отмечены достоверные индивидуальные различия по всем параметрам качества спермы, кроме объема эякулята (Kruskal-Wallis test: подвижность сперматозоидов;

число подвижных сперматозоидов в эякуляте;

общая концентрация сперматозоидов).

Оценка активности репродуктивной системы самок, на основе анализа образцов экскрементов, показала четкую сезонную динамику в концентрации иммунореактивных веществ, связывающихся с антителами к прогестерону и эстрадиолу (далее ИРВ-прогестерон и ИРВ-эстрадиол, соответственно). Так, значения концентрации ИРВ-прогестерон достоверно изменялись в течение года (Friedman ANOVA: n=5;

df = 3;

Т=12,12;

p 0,01) (Рис.3(а)).

Концентрация ИРВ-прогестерон возрастала в марте и апреле, затем ее значения сохранялись на достаточно высоком уровне до сентября с максимальным значением в июне. С октября по февраль значения ИРВ прогестерон были минимальными.

а б концентрация ИРВ-п в экс., в мкг/г + SE концентрация ИРВ-э в экс. в нг/г + SE 45 * * Ап т ль Ий ль Аь ев ь ка ь ен с т нь ь О б рь Н рь ар а Де б р л Ф ар бр ль ль й нь ав ь ф а рь ап рт де бр ь нт т С вг у но р ь ь ок рь М ре ра ю ю яб л с е г ус М ма бр оя нв тя И ра ре ма ию ию б яб кт в я тя ка Я ев ян Рис.3. Изменение концентрации ИРВ-прогестерон (а) и ИРВ-эстрадиол (б) в экскрементах самок в течение года (n=5). Friedman ANOVA: (*)-p0,05;

на рисунке приведены средние значения + SE Концентрация ИРВ-эстрадиол также достоверно изменялась в течение года (n=5;

df=3;

Т=9,72;

p0,01), однако, ее динамика несколько отличалась от динамики ИРВ-прогестерон (Рис.3(б)). Выявлены два хорошо выраженных пика в марте и в мае–июне, а в апреле концентрация ИРВ-эстрадиол падала, в отличие от концентрации ИРВ-прогестерон. Заметное снижение концентрации ИРВ-эстрадиол наблюдалось уже в июле и, начиная с сентября, значения были значительно более низкими.

Таким образом, анализ концентрации ИРВ-прогестерон и ИРВ-эстрадиол в экскрементах животных и сопоставление их с физиологическим состоянием животных (беременность, эструс) позволяли проследить четкую сезонную динамику репродуктивной активности у самок дальневосточного лесного кота.

Первый пик гормональной секреции мы отмечали в марте как для ИРВ прогестерон (овуляция), так и для ИРВ-эстрадиол (эструс), в дальнейшем их динамика отличалась. Весна и лето являлись периодами активации половой системы самок, а осень и зима - периодом покоя.

Кроме этого, выявлено, что в период лактации у самок сохранялись высокие концентрации ИРВ-прогестерон в течение 3-х месяцев после родов,тогда как у нерожавших кошек (ложнобеременных) в этот период они резко снижались.

Таким образом, выделяя на основе активности репродуктивной системы у самцов и самок дальневосточного лесного кота периоды гона и покоя репродуктивной системы, мы проанализировали связь между активностью ГГНС и характером социальных взаимодействий животных в эти периоды.

Взаимосвязь социального поведения и гормонального статуса животных у дальневосточного лесного кота Мы измеряли уровень ИРВ-кортизол, свидетельствующий о состоянии активности ГГНС особи, в экскрементах животных до и после взаимодействия с партнером, для того чтобы оценить насколько контакты между разными особями могут быть стрессорными для животных. Концентрация ИРВ кортизол возрастала в экскрементах животных (резидентов) после взаимодействия с партнером (интрудером) (а на 2-ые сутки она отличается достоверно от базальной Wilcoxon Matched Pairs Test: n=15;

Z=2,1;

p0,05), свидетельствуя о стрессорном влиянии социальных контактов с особями своего вида (Рис. 4). Несмотря на общее повышение активности ГГНС после взаимодействия партнеров, мы отмечали значительный разброс в значениях концентрации ИРВ-кортизол между отдельными ссаживаниями. Это говорит о неоднозначности влияния социальных контактов на активность надпочечников.

концентрация ИРВ-к в экс. в нг/г + * ссаживани Рис. 4. Изменение е зверей концентрации ИРВ-кортизол в экскрементах животных после SE взаимодействия с партнером (n=15). Wilcoxon Matched Pairs Test: (*)-p0,05;

на рисунке приведены средние значения + средний 1 2 SE.

базальный уровень сутки Характер социальных взаимодействий между партнерами может быть связан с активностью ГГНС животных, а частота и соотношение отдельных форм поведения как у интрудера, так и у резидента могут служить причиной и/или индикатором стрессированного состояния у хозяина территории.

Достоверных различий в активности ГГНС у самцов и самок дальневосточного кота не выявлено. Средние значения ИРВ-кортизол были сходными у особей разного пола до ссаживания животных, и после взаимодействия самок и самцов с партнером (базальная активность (Mann Whitney Test: n 1 =7, n 2 =8;

Z=1,5;

ns);

реактивность (n 1 =7, n 2 =8;

Z=0,35;

ns)).

Вместе с тем, социальные взаимоотношения с сородичами своего пола значительно различались у самцов и самок.

Ссаживания самцов с самцами Сезон года не оказывал заметного влияния на базальную активность и на реактивность ГГНС у самцов. Средние значения ИРВ-кортизол в период гона не отличались от значений ИРВ-кортизол в период покоя репродуктивной системы до ссаживания животных и после взаимодействия самцов с партнером (базальная активность (Wilcoxon Matched Pairs Test: n=8;

Z=0,14;

ns);

реактивность (n=8;

Z=0,14;

ns)). Не выявлено различий в базальной концентрации ИРВ-кортизол и концентрациями после взаимодействия с партнером у самцов (на 1-е, 2-е и 3-и сутки) ни в период гона (n=8;

Z=0,56 0,42;

ns), ни в период покоя репродуктивной системы (n=8;

Z=1,12-0,28;

ns).

Взаимодействия самцов дальневосточного лесного кота носили агонистический характер и не зависели от сезона года. Основные сезонные изменения прослеживались в частоте маркировочной, и акустической (дружелюбная вокализация) активности животных. Повышение их в период гона было вероятно связано с уровнем активности половой системы животных, но не с активностью ГГНС. Следовательно, такая характеристика социальных взаимодействий как частота агрессивных контактов (даже крайне жестких) не являлась достаточной причиной для активации ГГНС у самцов дальневосточного кота. При этом сезон не оказывал модулирующего влияния на эту ситуацию. Социальный статус особи, приобретенный в ходе социальных контактов, оказывал влияние на реактивность ГГНС резидента. Уровень ИРВ кортизол был достоверно возрастал на 2-е сутки после взаимодействия животных у резидента-доминанта (Wilcoxon Matched Pairs Test: n=8;

Z=2,1;

p0,05), но не у резидента-подчиненного (n=8;

Z=0,56-0,7;

ns). Таким образом, влияние социальных контактов как стрессирующего фактора зависело от социального статуса особи в этих взаимодействиях. Взаимодействие с партнером оказывало стрессирующее влияние, главным образом, на высокоранговых животных, но не на низкоранговых. Активация надпочечников у резидента-доминанта была сопряжена с высоким уровнем агрессивного (Wilcoxon Matched Pairs Test: n=8;

Z=2,12;

p0,05) и опознавательного поведения (n=8;

Z=3,30;

p0,05) по сравнению с партнером.

У резидента-подчиненного заметно снижалась частота индивидуального поведения (ориентировочно-исследовательского (n=8;

Z=3,16;

p0,05) и маркировочного (n=8;

Z=2,98;

p0,05)) в присутствии доминантного зверя, увеличивался уровень акустической активности (защитная вокализация (n=8;

Z=3,42;

p0,05)), способствующий предотвращению агрессивных взаимодействий.

Таким образом, социальный статус животного во многом определял не только активность надпочечников самцов, но и поведение животного при взаимодействии с партнером.

Ссаживания самок с партнером Сезон года оказывал влияние на базальную активность ГГНС самок дальневосточного кота. Средние базальные значения ИРВ-кортизол в экскрементах самок были значительно ниже в период гона, чем в период покоя репродуктивной системы, но не различались после взаимодействия самок с партнером (базальная активность (Wilcoxon Matched Pairs Test: n=6;

Z=2,8;

p0,05);

реактивность (n=6;

Z=0,64;

ns)). Сезон года оказывал влияние на характер социальных контактов животных только при взаимодействии самок с самцами, но не при взаимодействии самок. Характер контактов между самками был дружелюбным или нейтральным с редкими нежесткими агрессивными столкновениями между животными и не зависел от сезона года. Характер взаимодействий между самцами и самками был агонистическим в период покоя репродуктивной системы. В период гона агрессия со стороны самок возрастала (n=5;

Z=2,02;

p0,05) в ответ на активное половое поведение самцов, частота агрессивного поведения которых, напротив, снижалась.

Пол партнера оказывал влияние только на характер социальных контактов между партнерами, но не на активность ГГНС, как в период покоя репродуктивной системы, так и в период гона. Взаимодействия самок характеризовались небольшим количеством агрессивных контактов и высокой частотой игрового поведения;

взаимодействия самок с самцами носили агонистический характер. Поведенческими индикаторами «стресса» у самок дальневосточного кота при социальных контактах с партнером в период покоя репродуктивной системы были высокая доля агрессивного поведения, отсутствие индивидуального и социального игрового поведения (Рис.6), была сопряжена с индивидуальной разнокачественностью особей в значениях глюкокортикоидного индекса (Рис. 5). В период гона все ссаживания были разделены на «стрессорные» (ГКИ 2,5) и «нестрессорные» (ГКИ 2,5), на основе значений глюкокортикоидного индекса. Подобное разделение было основано на данных о биологическом подтверждении неинвазивного метода измерения ИРВ-кортизол в экскрементах животных (см. выше)). Поведение интрудеров при этом не различалось между «стрессорными» и «нестрессорными» ссаживаниями.

среднее значение среднее значение ГКИ+ SE 2, ГКИ для каждой самки общее среднее значение ГКИ 1, 0, Безм Веста Гайка Крупа Малая Самбука Спина Рис. 5. Значение ГКИ самок (n=7) после взаимодействия с партнером в период покоя репродуктивной системы. Kruskal-Wallis test:(*)-p0,05 – различия в ГКИ между отдельными самками;

на рисунке приведены средние значения + SE.

Спина И гров ое пов едение с Самбука партнером Малая Агрессив ное пов едение Крупа Защитное пов едение Гайка Опознав ательные Веста контакты Безм 0% 50% 100% Рис.6. Доля отдельных социального поведения у самок (n=7) во время взаимодействий с партнером в период покоя репродуктивной системы.

У резидентов же, у которых впоследствии было выявлено значительное увеличение ГКИ (более чем в 2,5 раза), отмечали достоверно более высокую частоту проявления маркировочного поведения (ссаживания между самками (Mann-Whitney test: n 1 =5, n 2 =16;

Z=2,08;

p0,05);

ссаживания между самцами и самками (n 1 =6, n 2 =22;

Z=1,96;

p0,05)) и опознавательного поведения (при взаимодействии самок с самцами n 1 =6, n 2 =22;

Z=2,33;

p0,05).

Таким образом, в период гона активация надпочечников самок была сопряжена с высокой частотой маркировочного и опознавательного поведения в ходе ссаживания с партнером.

ГЛАВА 4. Обсуждение результатов исследования В обсуждении приведено сравнение полученных результатов с результатами исследований других видов млекопитающих, в первую очередь кошачьих. Считалось, что определение концентрации кортизола (или близких к нему по структуре метаболитов) в экскрементах, а соответственно и использование антител к кортизолу, малоприемлемо для оценки неинвазивными методами активности ГГНС у кошачьих (Wildt et al., 1988;

Graham, Brown, 1996;

Brown, 2006). Нами показана возможность использования антител к кортизолу для неинвазивной оценки активности ГГНС у дальневосточного лесного кота, что согласуется с результатами, полученными на трех других видах кошачьих (Young et al., 2004). Сезонность в размножении дальневосточного кота, показанная на основе динамики иммунореактивных веществ в экскрементах животных, отличает этот подвид от близкородственной формы - бенгальской кошки (Howard and Wildt, 1990), и сближает с другими сезонно размножающимися представителями семейства (Schmidt et al., 1988;

Moreira et al., 2001;

Jewgenow et al., 2006). При этом, у последних высокие концентрации тестостерона в период гона были сопряжены с максимальными значениями в показателях качества спермы (Jewgenow et al., 2006), что не было отмечено нами у дальневосточного кота. Кроме этого, полученные нами данные позволяют оценить влияние пола особи, пола партнера и сезона на характер социальных контактов, показать отсутствие прямого воздействия этих факторов на активность ГГНС, выделить некоторые особенности в поведении животных (связанные с социальным статусом особи и/или индивидуальной разнокачественностью особей), которые могут быть индикатором активации ГГНС. Эти результаты с одной стороны дополняют закономерности описанные ранее на других видах млекопитающих (Мошкин и др., 2001;

Romero, 2002;

Abott et al., 2003) и практически не изученные на других видах кошачьих (Wildt D.E. et al., 1988;

Carlstead, 1993;

Найденко, 2007), с другой - выявляют характерные особенности поведения и физиологии у дальневосточного лесного кота.

ВЫВОДЫ 1. Использование антител к кортизолу позволяло производить оценку неинвазивными методами активности ГГНС у дальневосточного лесного кота.

2. Пик гормональной активности репродуктивной системы животных в феврале-марте у дальневосточного кота был связан с периодом гона, тогда как четких сезонных изменений в экзокринной функции семенников у самцов не прослеживалось.

3. Взаимодействия между самцами у дальневосточного лесного кота носили агонистический характер;

между самками нейтральный (с низкой частотой контактов), реже дружелюбный с преобладанием игрового поведения между партнерами. Значительных сезонных различий в характере социальных контактов особей одного пола выявлено не было.

4. Значительные сезонные различия в характере социальных контактов существовали между особями разного пола. Взаимодействия между самцами и самками были агонистическими в период покоя репродуктивной системы.

В период гона агрессия со стороны самок возрастала в ответ на активное половое поведение самцов, частота агрессивного поведения которых, напротив, значительно снижалась.

5. Изменения в характере социальных контактов, обусловленные комплексным влиянием сезона, пола особи и пола партнера, не были сопряжены напрямую с активностью надпочечников.

6. Особенности взаимодействий животных, в том числе наличие агрессивных взаимодействий между партнерами, не являлись достаточной причиной для активации ГГНС у животных. При этом доминирование в парных ссаживаниях, связанное с проявлением определенных форм поведения (маркировочного, ориентировочно-исследовательского, агрессивного, опознавательного) сопровождалось активацией ГГНС у дальневосточного лесного кота.

Благодарности Автор искренне благодарен научному руководителю к.б.н. С. В. Найденко за научное руководство, понимание, поддержку и неоценимую помощь на всех этапах работы;

М.Н. Ерофеевой за помощь в сборе материала, организации и проведении работы, своевременные советы и поддержку на протяжении всей работы;

Н.А. Васильевой за консультации в статистической обработке материала, искреннее участие и дружескую поддержку;

А.Л. Антоневич за помощь в обсуждении работы, а также за предоставление фотоматериалов;

Д.В. Глухову, А.В. Берлизову и Е.А. Иванову за помощь в создании комплекса вольер для наблюдения за поведением животных, а также за помощь в проведении работы;

А.А.Чагаевой за участие в обсуждении работы;

М.Д.

Чистополовой за ценные советы и моральную поддержку на протяжении всей работы. Автор искренне благодарен всему коллективу НЭБ «Черноголовка» за создание плодотворной рабочей обстановки. Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 03-04-48763 и 07-04-00899, грантов программы «Биоресурсы» IV.7 (2006-2008) и III.8 (2009)» и стипендий им. Л. Эйлера, предоставленных фондом DAAD (Германия).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ Статьи в рецензируемых журналах из списка ВАК 1) Павлова Е.В., Найденко С.В., 2008. Неинвазивный мониторинг глюкокортикоидов в экскрементах дальневосточного лесного кота (Prionailurus bengalensis euptilura) // Зоологический журнал, т. 87, 11: 1375-1381.

Тезисы и материалы конференций 2) Павлова Е.В., Найденко С.В., 2005. Сезонные изменения социального поведения дальневосточных котов. // В сб.: «Биология – наука XXI века». 9-я международная Пущинская школа-конференция молодых ученых. 18-22 апреля 2005 г: с. 292-293.

3) Павлова Е.В., Найденко С.В., 2005. Особенности социального поведения дальневосточных лесных котов. В сб.: «Поведение и поведенческая экология млекопитающих». Ред. В.В. Рожнов и др., М., КМК: 159-160.

4) Павлова Е.В., Найденко С.В., 2006. Индивидуальные особенности в поведении самок дальневосточного лесного кота. В сб.: Популяционная экология животных (Ред. Москвитина Н.С. и др.). Томск: Томский государственный университет: 243-244.

5) Антоневич А.Л., Ерофеева М.Н., Павлова Е.В., Найденко С.В., 2006.

Внутривыводковая асимметрия в социальном поведении евразийской рыси. // В сб.: «Биология – наука XXI века». 10-я международная Пущинская школа конференция молодых ученых. 2006 г: с. 251.

6) Павлова Е.В., Найденко С.В., 2006. Особенности социального поведения дальневосточных лесных котов при однополых ссаживаниях. // В сб.: «Биология – наука XXI века». 10-я международная Пущинская школа конференция молодых ученых. 2006 г: с. 301.

7) Павлова Е.В., Евгенов К., Найденко С.В., 2006. Уровень кортизола в экскрементах как индекс физиологического состояния дальневосточного лесного кота. // Актуальные проблемы экологии и эволюции. Отв. Ред. Рожнов В.В. М, КМК: 209-212.

8) Павлова Е.В., Рожнов В.В., Чернова И.Е., Найденко С.В., 2007.

Разработка неинвазивного метода диагностики беременности у соболей (Martes zibellina). Биология – наука XXI века. XII-я молодежная школа-конференция.

Пущино, 29октября-1 ноября 2007 г.

9) Павлова Е.В., 2007. Неинвазивный мониторинг глюкокортикоидов в экскремнтах дальневосточного лесного кота. В сб.: «Териофауна России и сопредельных территорий»(Отв. ред. Рожнов В.В.), Москва, КМК: 366.

10) Pavlova E., Naidenko S., 2007. An effect of social contacts on the hormonal status of individuals in males of far-east wildcats (Prionailurus bengalensis euptilura). Hystrix It. J. Mammal., Suppl.: 338.

11) Pavlova E. V., Naidenko S.V., 2007. Non-invasive fecal monitoring of glucocoticoids in Far-East wildcat. In: 6th International Zoo and Wildlife research Conference on Behaviour, Physiology and genetics. 7th-10th October, Berlin, Germany: 155.

12) Павлова Е.В., Найденко С.В., 2007. Особенности социальных отношений и их связь с гормональными статусом особей у дальневосточного лесного кота в период предгона. В сб.: «IV Всероссийская конференция по поведению животных». Москва, КМК: 402-403.

13) Павлова Е.В., 2008. Роль индивидуальной разнокачественности особей во взаимодействиях дальневосточного лесного кота (prionailurus bengalensis euptilura) // Актуальные проблемы экологии и эволюции в исследованиях молодых ученых. Отв. Ред. Рожнов В.В. М, КМК: 283-285.

14) Pavlova E. V., Naidenko S.V., 2009. Interection among life history stage, social behavior and HPA activity in female far-east wildcats. In: 31th International Ethological Conference. 19th-24th August, Rennes, France: 361.

15) Pavlova E. V., Naidenko S.V., 2009. Behavioral and hormonal analysis of males relationships in far-east wildcat : winners to pay. In: 7th International Conference on behavior, physiology and genetics of wildlife. 21th-24th September, Berlin, Germany: 147.

16) Павлова Е.В., Найденко С.В., 2009. Взаимосвязь между эндокринной активностью и поведением у самок дальневосточного лесного кота // Поведение и поведенческая экология млекопитающих. Материалы 2-й научной конференции. М.: Тов-во научных изданий КМК: 132.



 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.