Поведение данио-рерио в крестообразном лабиринте предложили использовать как маркер тревожности

Данио-рерио давно стали одной из самых удобных моделей для биологических экспериментов: они быстро растут, неприхотливы, а их генетика хорошо изучена. Особый интерес представляют тесты, в которых по поведению рыбок оценивают действие веществ — от лекарств до загрязнителей. Часто для этого используют лабиринты, но до сих пор было сложно объективно определить, испытывает ли рыба стресс, особенно в простой крестообразной конструкции.

Эксперимент с солевым стрессом

Ученые из Института биологии внутренних вод РАН (Борок) провели эксперимент с 20 взрослыми особями данио-рерио. Сначала рыбок по очереди помещали в крестообразный лабиринт с одинаковыми коридорами и давали привыкнуть к обстановке. Затем в воду добавили раствор соли, создающий для пресноводных рыб стрессовую ситуацию. Все перемещения животных записывались на видео, а уровень кортизола в их теле измеряли до и после воздействия.

Биохимический анализ подтвердил, что солевой стресс действительно сработал: уже через 20 минут концентрация кортизола в теле рыбок возросла примерно в пять раз. Именно этот гормон считают основным индикатором стрессового состояния у животных.

Маркер — в балансе поворотов

Анализ видеозаписей показал четкую закономерность. В спокойном состоянии рыбки предпочитали перемещаться между соседними коридорами лабиринта, то есть совершать повороты. Однако в стрессовой ситуации их поведение менялось: доля переходов между соседними коридорами снижалась, зато возрастала частота перемещений между противоположными — рыбы чаще плыли по прямой.

По словам руководителя проекта Елены Осиповой, такое изменение легко и объективно фиксируется с помощью систем автоматического видеотрекинга. Это делает данный поведенческий признак удобным для скрининговых исследований: не требуется сложных тестов или ручного анализа.

Авторы работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликовали результаты в журнале Stresses.

Возможности применения

Если выявленная закономерность окажется универсальной, она позволит быстро и дешево проверять, вызывают ли те или иные химические вещества стресс у водных обитателей. Это пригодится и для экологического мониторинга загрязнения водоемов, и для оценки эффективности новых противотревожных препаратов — сначала на рыбках, прежде чем переходить к испытаниям на млекопитающих.

Однако ученые подчеркивают: чтобы окончательно убедиться в универсальности маркера, необходимы дополнительные исследования с другими типами стрессоров. Если гипотеза подтвердится, крестообразный лабиринт может стать стандартным инструментом в лабораторной практике.