18 000 крыс в год: Они отдают свои жизни, чтобы служить науке

Как сибирские ученые крыс приручили

Накануне нового года — еще одна история про роль крыс в науке. Ну а все остальное — уже в следующем году) Так что всех с наступающим! И пусть Новый год принесет в ваши дома только хорошее. А православных — еще и с Рождеством!

С крысой связано множество суеверий. Она — отрицательный персонаж литературных произведений (вспомним Крысиного короля из «Щелкунчика» или крыс из романов Альберта Камю «Чума» и Джорджа Оруэла «1984»). В «Приключениях Нильса» аист Эрменрих называет серых крыс «враг страшнее всего на свете». Само слово «крыса» используется как ругательство, связывается с отрицательными свойствами характера.

Для этого есть причины. Как известно, черных крыс в Европе обвиняли в эпидемии чумы. На рубеже XV—XVI веков их потеснили серые, завезенные на торговых кораблях, и они тоже завоевали дурную репутацию. Серые крысы, или пасюки, расселились по всем материкам, кроме Антарктиды, благодаря своей сообразительности, всеядности, способности выживать в тяжелых условиях и вырабатывать иммунитет против ядов. Будучи синантропами — животными, чей образ жизни связан с человеком, они ведут себя по отношению к нему отнюдь не любезно. Пасюки могут быть агрессивны, переносить возбудителей инфекций, причинять урон хозяйству — уничтожать запасы продовольствия, убивать цыплят и поросят, перегрызать провода.

В то же время серые крысы стали родоначальниками декоративных — одних из любимых домашних питомцев (сегодня у них есть свои заводчики, клубы и выставки), а также многих лабораторных линий, на которых изучают средства лечения, диагностики и механизмы развития болезней.

Сначала лисы, потом крысы

Приручать крыс стали в XIX веке, а в начале XX века сложились стандарты для отдельных декоративных пород. Первый в мире эксперимент по целенаправленному одомашниванию серых крыс стартовал в 1970-х в новосибирском Институте цитологии и генетики (теперь это федеральный исследовательский центр СО РАН) и продолжается до сих пор.

Выведение ручных серых крыс — повтор эксперимента по доместикации, то есть одомашниванию, который провел основатель института академик Дмитрий Константинович Беляев на лисах. После того, как опыт удался, встал вопрос, не является ли процесс доместикации характерным лишь для одного семейства животных, ведь лисы относятся к псовым, как и прирученные много веков назад собаки. Поэтому для следующего исследования были выбраны грызуны — представители не только другого вида, но и семейства млекопитающих.

Эксперимент начался в 1970 году под руководством заведующего лабораторией ФИЦ ИЦиГ СО РАН доктора биологических наук Павла Михайловича Бородина (в ту пору — стажера-исследователя под руководством Беляева). Всего в опыте участвовали 233 серые крысы, 117 самок и 116 самцов, выловленные биологами в разных местах Новосибирской области, а также выведенные от пойманных крыс уже в виварии. Они стали родоначальниками ручной и агрессивной популяций.

«Крыс делили на две группы, в зависимости от их отношения к человеку с помощью теста “на перчатку”, разработанного в лаборатории Беляева. Он проводится так: экспериментатор протягивает в клетку, где сидит крыса, руку в защитной перчатке. Реакция животного может быть положительной — зверек проявляет исследовательский интерес и подходит к руке, или отрицательной — крыса, обороняясь, нападает на перчатку. Оценка в тесте варьируется от -4, когда животное не дает продвинуть руку в клетку, до 4, когда оно сразу с любопытством подбегает к перчатке», — говорит младший научный сотрудник лаборатории эволюционной генетики ФИЦ ИЦиГ СО РАН Римма Валерьевна Кожемякина.

Младший научный сотрудник лаборатории эволюционной генетики ФИЦ ИЦиГ СО РАН Римма Кожемякина

Интересно, что среди потомства крыс, участвовавших в эксперименте, появились животные с необычной окраской (то же произошло и с доместицированными лисицами). «Еще на ранних этапах селекции у ручных крыс рождались крысята с белым телом и серой головой — носители капюшонного (hooded) окраса. У агрессивных крыс стали встречаться особи с черной шерстью. При этом животные характерной серой расцветки, которая называется “агути”, преобладают и в той, и в другой линии, однако в среднем ручные крысы светлее агрессивных», — отмечает исследователь.

С помощью поведенческих тестов биологи изучали реакции крыс — исследовательскую активность, проявление тревоги и страха. Выяснилось, что ручные особи гораздо чаще ведут себя как исследователи: осматривают новую территорию, больше времени находятся на открытых пространствах, встают на задние лапы, передвигают незнакомые предметы. Агрессивные крысы оказались более тревожны. В стрессовых ситуациях они замирают, ищут убежище, занимаются грумингом (приводят в порядок свою шерсть), мечутся из угла в угол, склонны к частой дефекации, сильнее вздрагивают в ответ на резкие звуки.

Кроме того, агрессивные крысы подвержены неофобии — боязни новых предметов, а ручные нет. «Однажды в институте произошла такая история: нам нужно было протестировать новый материал для кабелей связи, которые зарывают под землю, где их нередко повреждают грызуны. Мы поместили кабели в клетки животных. В итоге агрессивные крысы даже не подходили к кормушке с едой, так их напугали незнакомые предметы, а ручные не только спокойно ели корм, но и разгрызли на кусочки провода», — рассказывает Римма Кожемякина.

Ученых, кроме всего прочего, интересовало, отличаются ли ручные и агрессивные крысы по способности к обучению в неблагоприятных условиях. «На первых этапах одомашнивания отбор проводился по ослабленной реакции на стрессовые факторы, источником которых был человек. Поэтому мы предположили, что у одомашненных животных, более устойчивых к таким факторам, потенциал к обучению в стрессовой ситуации будет выше», — объясняет ученый.

Читать еще:  Как избавиться от запаха мышей в помещении. Как избавится от запаха мышей в доме народными средствами

Поведение крыс анализировали с помощью водного теста Морриса, где животное должно было находить скрытую под водой платформу и забираться на нее. Крысу запускали в круглый бассейн диаметром 150 сантиметров, заполненный водой с добавлением молока (чтобы не было видно платформу). На стенах около бассейна биологи повесили картинки, которые могли подсказать зверю ориентацию в пространстве.

Сначала проводилось обучение: животное плавало в бассейне в течение семидесяти секунд, и если за это время не обнаруживало платформу, исследователь направлял его. Такие «тренировки» проходили четыре раза в день на протяжении недели. На восьмой день платформу убирали и проверяли, подплывет ли крыса к тому месту, где артефакт находился раньше. Ручные пасюки успешно отыскивали цель, начиная со второго дня эксперимента, агрессивные — с пятого дня. При этом первые более активно исследовали бассейн, подныривали и искали платформу под водой, использовали в поисках хвост, а забравшись на площадку, вставали на задние лапы. По словам Риммы Кожемякиной, нельзя сказать, что агрессивные крысы хуже обучаются, видимо, им просто мешает высокий уровень стресса.

При планировании каждого эксперимента биологи подают заявку в биоэтическую комиссию института, которая следит за тем, чтобы все научные опыты проводили в соответствии с международными европейскими биоэтическими стандартами (86/609-EEC) и российскими этическими стандартами по содержанию и обращению с лабораторными животными. Например, если в тесте на агрессию одна крыса начнет атаковать другую и наносить раны, эксперимент прекращают, чтобы не доводить животное до гибели.

Выдающиеся способности ручных крыс к обучению и адаптации проявились в тесте Порсолта на депрессивно-подобное поведение, который также называют тестом отчаяния. В этом эксперименте животное помещают в воду, в небольшой бак с высокими бортиками, и наблюдают, через какое время оно прекращает попытки выбраться. Обычно тест используют при испытании препаратов против депрессии, так как подобное бездействие в ответ на стресс считается сходным с депрессивным состоянием у человека. Доместицированные крысы, плавая в баке, научились использовать хвост, чтобы дольше оставаться на плаву и не тратить лишнюю энергию.

Длительный отбор не агрессивных по отношению к человеку крыс привел к тому, что у ручных самцов снизилась агрессия и по отношению к сородичам. Ученые наблюдали это в тесте «резидент — интрудер», когда в клетку к животному-резиденту подсаживали чужака-интрудера, а также в том случае, когда два самца встречались на незнакомой территории. Тесты проводили с ручными и агрессивными серыми крысами и крысами линии Вистар. В большинстве случаев у ручных крыс порог агрессии был выше, а ее степень — меньше.

Но, может быть, ручное поведение не является врожденным, а передается в процессе выкармливания крысят матерью? Чтобы проверить это, ученые прибегли к перекрестному воспитанию: детенышей доместицированной самки посадили в клетку к агрессивной, и наоборот. Условия, в которых выросло подменное потомство, не повлияли на то, как оно проявляло себя, повзрослев. Это позволило сделать вывод о генетически обусловленном различии между двумя линиями крыс.

Сейчас в институте живет девяносто восьмое поколение крыс. «Средний популяционный балл в тесте “на перчатку” уже близок к максимальному: 3,5 у ручных и -3,5 у агрессивных. Мы также проверяли наиболее популярных сегодня белых лабораторных крыс линии Вистар. Максимальный балл, который они набрали, это 1. Наши крысы доброжелательнее», — говорит Римма Кожемякина.

Будущий биолог впервые увидела доместицированных крыс в ФИЦ ИЦиГ СО РАН во время исследования, которое она делала для школьной научно-практической конференции. Животные настолько заинтересовали девушку, что она стала работать с ними сразу после окончания школы и одновременно училась на биологическом факультете Томского государственного университета.

Серые ручные крысы могут стать интересными домашними питомцами. Чтобы они проявили свои способности, лучше не держать их в клетке, по крайней мере постоянно. Обычно крысы находят себе в помещении определенное место, где сооружают гнездо, они приходят на кухню и ждут, пока их покормят, общаются с хозяином. Биолог довольно часто по просьбе знакомых отдает им домой животных, которые больше не используются в экспериментах.

Римма продолжает разведение ручной и агрессивной линий, проводит тест «на перчатку» для каждого нового животного и занимается исследованиями. Сегодня линии ручных и агрессивных крыс используются в различных научных работах прикладной направленности, в частности на них можно изучать механизмы тревожности и испытывать потенциальные противотревожные препараты.

«Конечно, нельзя проводить параллель между высшей нервной деятельностью человека и крысы, однако проявления тревожности у людей могут быть похожи на реакцию животных в поведенческих тестах: снижение когнитивных функций, избегание открытых пространств, смещенная активность наподобие груминга (например, накручивание волос на палец). На физиологическом уровне механизмы развития тревожности у людей и крыс также похожи: они регулируются гипоталамо-гипофизарной системой, которая выполняет функции и нервной, и эндокринной систем. Тревожное состояние сопровождается выбросом глюкокортикоидов — так называемых гормонов стресса, а затем постепенным их снижением», — поясняет Римма Кожемякина.

Недавно в ФИЦ ИЦиГ СО РАН изучили, как на состояние животных влияет гормон привязанности окситоцин. Существуют исследования о том, что окситоцин, который вырабатывается у человека, когда он находится рядом с близкими, снижает тревожность. Оказалось, что агрессивные крысы под его влиянием успокаиваются, а ручные проявляют больше агрессии. Эти результаты совпали с результатами экспериментов, которые проводились среди людей, и могут быть полезны в дальнейших исследованиях связи окситоцина и тревожности.

Сейчас в лаборатории исследуют нейрогенез, то есть образование клеток центральной нервной системы — нейронов. Раньше считалось, что процесс нейрогенеза происходит, пока эмбрион находится в материнской утробе. Однако в конце прошлого — начале нашего века появились работы, свидетельствующие о том, что новые нервные клетки могут появляться в течение всей жизни организма (в 1990-е годы вышла статья в Nature Medicine, в которой доказывалось формирование нейронов в гиппокампе человека).

Читать еще:  15 лучших средств от медведки: эффективные препараты и методы борьбы

Механизмы «взрослого» нейрогенеза пока недостаточно изучены, хотя ученые предполагают, что на него влияет множество разных факторов. «Мы пытаемся изменить уровень нейрогенеза в раннем возрасте с помощью специальной диеты с высокой концентрацией витамина А. Так как наши линии крыс отличаются друг от друга по когнитивным способностям, уровню агрессии и реакции на стресс, они являются интересной моделью для подобных работ», — рассказывает Римма Кожемякина.

Для проведения эксперимента беременных самок разделили на три группы: одна питалась кормом с обычным количеством витамина А, две другие — с увеличенной и уменьшенной его дозой. Такие группы сформировали как из ручных, так и из агрессивных крыс. Затем потомство от каждой самки поделили еще на две группы, одна из которых до 42-го дня жизни получала стандартное питание, а другая — обогащенное витамином. Теперь ученые проведут серию тестов, чтобы проверить, повлияло ли изменение рациона на способности к обучению и социальное поведение крыс. Ученых интересует, как влияет формирование мозга животных в раннем возрасте на то, как они ведут себя, став взрослыми особями. Для того чтобы это выяснить, биологи планируют сравнить у разных групп молодых и взрослых крыс такие параметры, как объем структур мозга, плотность нейронов, уровень нейрогенеза в гиппокампе и его молекулярно-генетические механизмы.

«Получилось так, что фундаментальный эксперимент по одомашниванию серых крыс не только еще раз подтвердил теорию академика Беляева о том, что отбор по поведению является важнейшим фактором эволюции, но и приносит огромную пользу в прикладных исследованиях», — резюмирует Римма Кожемякина.

Социальная иерархия: эксперимент с крысами

Дидье Дезор, исследователь лаборатории биологического поведения университета Нанси (Франция), провел исследование поведения крыс, которое показало результаты, интересные для психологов.

С целью изучения плавательных способностей крыс он поместил в одну клетку шесть зверьков. Единственный выход из клетки вел в бассейн, который необходимо было переплыть, чтобы добраться до кормушки с пищей.

В ходе эксперимента выяснилось, что крысы не плыли вместе на поиски пищи. Все происходило так, как будто они распределили между собой социальные роли: были два эксплуататора, которые вообще никогда не плавали, два эксплуатируемых пловца, один независимый пловец и один не плавающий козел отпущения.

Процесс потребления пищи происходил следующим образом. Две эксплуатируемые крысы ныряли в воду за пищей. По возвращении в клетку два эксплуататора их били до тех пор, пока те не отдавали свою еду. Лишь когда эксплуататоры насыщались, эксплуатируемые имели право доесть остатки пищи.

Крысы-эксплуататоры сами никогда не плавали. Чтобы наесться досыта, они ограничивались тем, что постоянно давали взбучку пловцам. Автоном (независимый) был довольно сильным пловцом, чтобы самому достать пищу и, не отдав ее эксплуататорам, самому же и съесть. Наконец, козел отпущения, которого били все, боялся плавать и не мог устрашать эксплуататоров, поэтому доедал крошки, оставшиеся после остальных крыс.

То же разделение — два эксплуататора, два эксплуатируемых, один автоном, один козел отпущения — вновь проявилось в двадцати клетках, где эксперимент был повторен.

Чтобы лучше понять механизм крысиной иерархии, Дидье Дезор поместил шесть эксплуататоров вместе. Крысы дрались всю ночь. Наутро были распределены те же социальные роли: автоном, два эксплуататора, два эксплуатируемых, козел отпущения.
Такой же результат исследователь получил, поочередно поместив в одной клетке шесть эксплуатируемых крыс, затем шесть автономов и шесть козлов отпущения.

В результате выяснилось: каков бы ни был предыдущий социальный статус индивидуумов, они всегда, в конце концов, распределяют между собой новые социальные роли.

Исследователи университета Нанси продолжили эксперимент, исследуя мозг подопытных крыс. Они пришли к неожиданному на первый взгляд выводу, что наибольший стресс испытывали не козлы отпущения или эксплуатируемые крысы, а как раз наоборот — крысы — эксплуататоры.

Несомненно, эксплуататоры очень боялись потерять свой статус привилегированных особей в крысином стаде и очень не хотели, чтобы однажды их самих вынудили работать.

18 000 крыс в год: Они отдают свои жизни, чтобы служить науке

Мыши и крысы стали постоянными жителями научных лабораторий, потому что они легко размножаются, весьма устойчивы к инфекциям, за ними просто ухаживать. Как бы компенсируя причиненный крысами ущерб и несчастья, человек заставил крысу быть полезной. Сегодня крысы широко используются в экспериментальной биологии, генетике, медицине, вирусологии, психологии. Их можно увидеть в виварии практически любого научно-исследовательского института.

В Национальном центре экспертизы лекарственных средств и медицинских изделий есть свой виварий. Здесь на крысах испытывают медицинские препараты. Экскурсию по виварию для нас проводит заведующая лабораторией фармакологических испытаний Валентина Шнаукшта.

8 000 препаратов в Казахстане были протестированы на крысах

— У нас есть четыре вида лабораторных животных. К мелким животным относятся мыши, крысы и морские свинки. К крупным — кролики.

Почему лабораторные исследования проводятся на грызунах? Крысы имеют очень быстрый обмен веществ, но он похож на то, как это происходит у человека. Крысы имеют такой же набор органов, как у человека. Они быстро размножаются. Четырехмесячная крыса — это уже слишком старое животное для экспериментов, мы можем не успеть получить полную картину. Но иногда крысы живут до одного года.

VOX: Чем удивительны лабораторные крысы?

— У нас линейные крысы. То есть не помешенные с другими подвидами, у них чистая линия.

Читать еще:  Самый большой таракан: таракан-носорог • Книга рекордов Гиннесса 2020

Вообще, крысы встречаются с пятнами, серые, коричневые, но у нас это недопустимо. Наши — чисто белые, с красными глазами. Для экспериментов нужны именно такие. На них есть маркировка, которая говорит о том, что животные участвуют в эксперименте.

Крыса заслуживает благодарности

— Подопытные грызуны у нас содержатся в комфортабельных условиях — стерильных боксах. Кормят подопытных крыс специальным гранулированным кормом с содержанием микроэлементов.

Для исследований крыса должна достигнуть определенного возраста и веса — не менее 200 граммов. Доза лекарственного препарата, который мы испытываем на крысе, вводится в зависимости от веса животного. Затем мы наблюдаем, какое влияние оказывает на организм крысы тот или иной препарат.

— Вклад крыс в науку огромен! Практически все препараты, которые существуют на рынке Казахстана — а это порядка 8 000 наименований — протестированы до момента их внедрения в клиническую практику на аллергены, на токсичность, на местное раздражающее действие. Все эти эксперименты проводились на крысах.

Мы благодарны нашим крысам. Они очень хорошие… Они милые… Они для нас работают, они для нас живут, жертвуют свою кровь, свои органы на исследования. В конечном итоге, они жизнь отдают на то, чтобы наука двигалась вперед, а человек получал новые, более эффективные способы борьбы с болезнями.

После клинических исследований грызуны подвергаются усыплению и утилизируются.

VOX: Сколько подопытных животных в день отдают свою жизнь ради науки?

— Точное количество подопытных крыс мы назвать не можем. От 10 до 70 в день. В год их количество составляет порядка 18 тысяч.

VOX: Крысы героически переносят все манипуляции, которые на них проводят?

Да! Наши крысы — настоящие герои. Они спокойно ведут себя, они уже привыкшие.

— Крысе у нас вообще нужно поставить памятник! Кстати, есть памятник лабораторной мыши за вклад в науку, он установлен в новосибирском Академгородке. Он символизирует благодарность животному за то, что человечество имеет возможность использовать мышей в научных целях и с их помощью идти к прогрессу в медицине и других науках.

Крысы — плохие матери

О характере крыс нам рассказала Марина Телеляева, специалист вивария высшей категории:

— Крысы — уникальные животные и очень своенравные. Если, например, сравнивать материнский инстинкт крысы и мыши, то мышь будет в более выигрышном положении: мыши — прекрасные матери. Мышь согревает детенышей своим телом, заботится о них. Она сама погибнет, но малышей своих спасет.

— У крысы очень сильный инстинкт самосохранения. Если она чувствует какой-то дискомфорт, нехватку еды, она принимает позу эмбриона и отпинывает своих детей: мол, вы как хотите — я сама должна выживать. И замирает в положении эмбриона до того момента, пока ситуация не улучшится.

Крыса, даже лабораторная, имеет интересную особенность. Забеременев и почувствовав недомогание, недостаток еды или тепла, она может сама «заморозить» либо прервать свою беременность, вплоть до того, чтобы рассосать в себе эмбрионы.

Были уникальные случаи, когда крыса «размораживала» беременность через полгода и спокойно ее донашивала. То есть у нее уникальные способности по выживанию.

— Беременность у крысы длится 21 день. Приносит она от 10 крысят, причем с каждой последующей беременностью их рождается больше.

VOX: Крыса умное животное?

— Чрезвычайно. В плане выживания и адаптации она даже умнее некоторых людей (смеется).

Нюх крысы в миллиард раз превышает возможности человеческого обоняния

— Интересно, что хвост крысы, который все считают мерзким и противным, — самое ценное как для нее самой, так и для исследований. В хвостовую вену чаще всего вводятся препараты. В хвосте аккумулируется все тепло организма: крыса обнимает свой хвост и греется — это ее грелка.

А еще у крысы есть сверхспособности. Если человеческое ухо слышит звук громкостью от 30 децибел, то крыса улавливает звуки от 0 децибел: то есть крыса может слышать наше дыхание. Обоняние крысы в миллиард раз превосходит наше. А вот зрение у крыс слабое, особенно у лабораторных.

VOX: Представляет ли крыса угрозу при исследовании?

Крыса может переносить 14 паразитарных и 26 инфекционных заболеваний. При этом сама она не болеет ими, а только является переносчиком. Но все животные, которых мы покупаем, проходят период контроля и карантина, во время которого крыса получает все необходимые препараты от скрытых патогенов и становится для нас относительно безвредной.

Конечно, работа в виварии — вредное производство, но из профессиональных заболеваний это может быть только накопительная аллергия на шерсть. Надо просто следовать технике безопасности, и всё будет в порядке.

VOX: Лабораторная крыса и крыса из зоомагазина — это разные животные?

Крыса лабораторная и декоративная — это один вид животных. Но у декоративных допускаются пятна. У них и содержание, и кормление другое. Крыса в клетке должна быть подвижной, должна всё время играть. Наши крысы спокойные, они все время спят.

VOX: Может ли крыса напасть на человека?

Если она голодная или чувствует опасность, спящему человеку она запросто может обглодать уши. При этом со слюной крыса выделяет обезболивающее вещество, и спящий человек ничего не чувствует.

VOX: Почему так много крыс в городе?

Наверное, потому что у нас много для них еды: кафе, рестораны, частный сектор, где многие держат скот. Но это уже вопросы к СЭС. Они должны вести борьбу с крысами, проводить обязательную дератизацию. К сожалению, наши люди вынуждены сами бороться с грызунами, и они не всегда делают это грамотно и не всегда пользуются нужными препаратами. Уже 26 человек в городе скончались от китайского контрабандного инсектицидного препарата «Палач».

Источники:

http://pikabu.ru/story/kak_sibirskie_uchenyie_kryis_priruchili_7134849
http://www.kramola.info/vesti/neobyknovennoe/socialnaya-ierarhiya-eksperiment-s-krysami
http://www.voxpopuli.kz/main/300-tysyach-krys-v-god-oni-otdayut-svoi-zhizni-chtoby-sluzhit-nauke-14352.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector