Время можно засекать разными способами: по секундомеру, по солнечным часам или даже воспользоваться циркадными ритмами тела. А как насчет полового акта плодовой мухи?

«Если вы спросите ученых, могут ли животные отслеживать время, большинство скажет, что, конечно же, нет», — говорит Майкл Крикмор, доктор философии, исследователь из Центра нейробиологии им. Кирби Бостонской детской больницы.

Однако у самого доктора Крикмора другое мнение. В своем новом исследовании, проведенном в сотрудничестве со специалистами Гарвардской медицинской школы он показывает, что самцы плодовой мушки осуществляют половой акт не иначе как по часам. А точнее, по минутам. Их мотивация и поведение находятся под контролем нейронов, которые отслеживают время.

В своих ранних исследованиях Крикмор обнаружил, что в естественных условиях , самец дрозофилы будет спариваться с самкой в ​​среднем  23 минут: максимум 27 минут и минимум 19.

«Но если вы как-то воздействуете на спаривающуюся парочку, например, повышаете температуру окружающей среды, то самец  принимает иное решение», — говорит профессор.

Чаще всего «маленький мух» решает прекратить спаривание и улететь, но он никогда (!) этого не сделает прежде, чем истекут 6 минут. Ради этой шестиминутки он готов пожертвовать своей жизнью и жизнью своей партнерши. Вероятно, все дело в том, что оплодотворение не произойдет раньше, чем через 6 минут после начала спаривания. И самец знает, что если он выдержит испытание и не оставит свое дело раньше времени, то, вероятно, зачнет более пятидесяти потомков. Согласитесь, это серьезная эволюционная мотивация, позволяющая держаться несмотря ни на что.

«Через шесть минут у самца плодовой мухи изменится психологическое состояние — мотивация к спариванию ослабнет», — комментирует Крикмор. «В принципе, после первоначальной передачи спермы он мог бы передавать другие полезные белки своей женщине, но, очевидно, эти белки уже не столь важны, чтобы ради них идти на жертвы».

Команда Крикмора задалась целью выяснить, что происходит в мозге самца, в частности, как он узнает, что его 6 минут или 23 минуты уже истекли. Оказалось, что шестиминутным таймером является фермент, известный своим участием в процессах памяти — CaMKII.

«CaMKII  — это, пожалуй, наиболее хорошо изученный фермент в нейробиологии», — говорит Крикмор. «В основном он сейчас рассматривается как молекула памяти, но мы полагаем, что на самом деле он участвует в синхронизации разных мозговых процессов».

Команда ученых выяснила, что CaMKII, (также присутствующий в нейронах людей и других млекопитающих), активируется в четырех специфических нейронах в момент начала спаривания и остается активным ровно в течение шести минут.

«Устойчивая активность CaMKII в этих четырех нейронах задерживает передачу спермы и изменение мотивации на шесть минут», — говорит профессор, — «Фермент по сути работает как  своего рода таймер».

Интересно, что как и часовой циферблат, фермент CaMKII состоит из 12 субъединиц, образующих круг. После активации каждая субъединица активирует своих соседей — своего рода цепная реакция. 

Поскольку структура CaMKII практически идентична у людей, мух и даже у самых простых животных, Крикмор считает, что это может быть полезно для понимания многих видов человеческого поведения.

«Наша жизнь организована воспроизводимым образом в течение длительных периодов времени», — говорит он. «Мы можем считать, что просто совершаем действия одно за другим, но может случиться и так, что наши мотивы (а  значит, действия) имеют встроенные таймеры, которые подсказывают нам, когда изменить поведение».

Часы на стене не заставляют нас что-либо делать, но помогают нам организовать нашу жизнь. Взгляд на положение стрелок может мотивировать нас на действие: встать с кровати, готовить обед или кормить собаку. «Я думаю, это именно то, что делают часы в нейронах», — говорит Крикмор. «Может быть, они не говорят нам, чем конкретно заняться, но побуждают нас к поведению или прекращению поведения».

В настоящий момент Крикмор планирует углубиться в понимание нейрофизиологии оставшихся 17 минут спаривания плодовых мух. Он подозревает, что эта другая система синхронизации может также использовать CaMKII, но в других нейронах и с другими настройками.