Глобальное потепление угрожает не только погоде и экосистемам — оно влияет на способность животных к размножению. Ученые давно знают, что тепловой стресс сильно снижает фертильность. Но считалось, что половые клетки реагируют на жару напрямую. Новое исследование, опубликованное в научном журнале Current Biology, переворачивает это представление.
Специалисты из Еврейского университета Иерусалима (доктор Йонатан Цур) и Тель-Авивского университета (доктор Чи Кианг Эве, доктор Ханна Ахаче и профессор Одед Рехави) изучали крошечного червя Caenorhabditis elegans — модельный организм, который широко используют в генетике и нейробиологии.
Ученые обнаружили, что нервная система активно участвует в защите фертильности от теплового стресса. Нейроны производят небольшие молекулы РНК и передают их половым клеткам (гермлинии) — тем, из которых образуются сперматозоиды и яйцеклетки. Эти сигнальные РНК помогают репродуктивным клеткам справляться с жарой.
Когда исследователи искусственно нарушили этот сигнальный путь, черви становились практически бесплодными при повышенных температурах — их сперматозоиды не развивались должным образом. Но когда путь восстанавливали только в нейронах (не во всем организме), фертильность значительно возвращалась. Это прямое доказательство того, что именно нервная система управляет защитой репродукции.
Еще один неожиданный поворот: ключевую роль в этом процессе играют нейроны, чувствительные к кислороду. Простое изменение того, как нервная система воспринимает кислород (без изменения реальной температуры), улучшало репродуктивный успех при тепловом стрессе. Это означает, что животные интегрируют несколько сигналов из окружающей среды, прежде чем «решить», стоит ли вкладывать энергию в размножение.
Кроме того, сигнальный путь помогает поддерживать генетическую целостность половых клеток, снижая накопление повреждений ДНК, которые возникают при тепловом стрессе.
Мы обнаружили, что нервная система не просто реагирует на окружающую среду — она активно инструктирует репродуктивные клетки о том, как реагировать. Мозг, по-видимому, интегрирует информацию из окружающей среды и передает ее гермлинии, помогая сохранять фертильность в стрессовых условиях. Это меняет наше представление о связи между нервной системой и размножением.
Поскольку изменение климата все сильнее влияет на фертильность многих видов, понимание механизмов, которые естественным образом защищают половые клетки, становится особенно важным, добавил профессор Рехави. Работа открывает неожиданный канал связи между мозгом и гермлинией, который может представлять собой фундаментальную биологическую стратегию адаптации размножения к изменяющейся среде.
Открытие углубляет фундаментальное понимание того, как организмы балансируют между размножением и стрессом, а также открывает новые пути для изучения фертильности, адаптации и биологических последствий изменения климата. Возможно, аналогичные механизмы существуют и у млекопитающих, включая человека.
Ранее Наука Mail рассказывала о влиянии препаратов для похудения на мужскую фертильность.