La pile de literie de coton et de hamster monte et descend régulièrement, comme si les deux campagnols des Prairies blottis au-dessous respiraient à l'unisson. Dans la nature, ces «chips de pomme de terre de la prairie» auraient la chance de pouvoir profiter de quelques mois de la compagnie d'un partenaire: leur taille de collation les rend populaires auprès des fouines, des faucons et des serpents. Mais ici, dans les cages de reproduction du Centre de recherche sur le primat national Yerkes à Atlanta, les campagnols peuvent s'attendre à deux ou trois ans de cohabitation bienheureuse, en produisant au moins une par mois.
Contenu connexe
- Ceci est votre cerveau sur la paternité
«La vie est belle», déclare Larry Young, chercheur à Yerkes, qui étudie les campagnols depuis près de deux décennies. «Ils ont un compagnon. Matériaux de nidification. Pas de parasites. Toute la nourriture de lapin qu'ils pourraient vouloir.
Les campagnols peuvent sembler être des pompons animés avec des yeux brillants et vigilants, mais Young et ses collègues les voient comme la clé pour comprendre certaines des impulsions les plus tendres et les plus mystérieuses de l’humanité: pourquoi nous nous soucions de nos partenaires, choyons nos enfants et même en deuil nos morts. Le mot "campagnol" est, après tout, un anagramme de "amour".
«Mon travail est entièrement centré sur cette question centrale: pourquoi interagissons-nous avec les autres comme nous le faisons?», Déclare Young. La réponse, à son avis, revient presque toujours à la neurochimie, mais ce n'est pas un sujet facile à étudier. Les scientifiques ne peuvent pas toucher beaucoup au cerveau des humains ou des autres primates vivants, et les morts ne sont pas d'une grande utilité. De nombreuses études moléculaires de l'esprit se sont, pour le meilleur ou pour le pire, concentrées sur la souris blanche de laboratoire, mais Young considère ce modèle animal comme «un sac de mutations». Après un siècle de consanguinité pour la recherche médicale, il est trop éloigné de la nature. .
Le campagnol est étroitement lié au lemming et ressemble à un hamster. (Joel Sartore / Créateur National Geographic) 
Contrairement à 97% des mammifères, les campagnols sont monogames et forment des liens qui durent longtemps après l'accouplement (souvent toute la vie, même si elle est courte). (Joel Sartore / Créateur National Geographic) 
Un campagnard des Prairies collé par sa partenaire, passant plus de 60% de son temps au nid avec les chiots. (Todd Ahern) 
Larry Young étudie les campagnols depuis près de deux décennies. Des travaux antérieurs ont étudié la manière dont les gènes déterminent le comportement des lézards à queue blanche. (Gracieuseté de Larry Young) 
En étudiant les campagnols, Larry Young a appris que seule une poignée de molécules orchestrait nos interactions sociales. (Gracieuseté de Larry Young) 
Les campagnols des prairies nichent généralement dans des terriers souterrains. Ils coupent l'herbe à la surface pour créer un réseau de sentiers de deux pouces de large et jusqu'à 80 pieds de long. (Yva Momatiuk et John Eastcott) 
Les campagnols des Prairies vivent dans des habitats herbeux avec un sol sec. Une litière au sol abondante est un avantage; les campagnols l'utilisent pour cacher leur réseau de sentiers. (Yva Momatiuk et John Eastcott) Le campagnol, étroitement apparenté au lemming et ressemblant à un hamster, est un sujet expérimental beaucoup plus récent: les premiers campagnols des Prairies conçus pour posséder des gènes d'une autre espèce ne sont apparus qu'en 2009. (Ils sont devenus verts parce qu'ils ont été marqués avec une protéine fluorescente de méduse signifiait visuellement que le transfert de l'ADN avait fonctionné.) En 2012, les scientifiques ont d'abord lu l'ADN figurant dans le manuel d'instruction génétique des campagnols, ou génome. Et même si, à certains égards, le rongeur est un fouisseur à laque cruciforme, considéré parfois comme un ravageur par les jardiniers, il présente des caractéristiques sociales que nous considérons comme profondément humaines.
Le plus notable, les campagnols (contrairement à 97% des mammifères) sont monogames et forment des liens qui durent longtemps après l'accouplement (souvent pour la vie, même s'il est court). «Un homme et une femme se rencontrent, un homme courtise la femme pour qu'elle passe dans l'oestrus et ils s'accouplent», explique Young. «Et puis, quelque chose se passe au moment où ils se marient et dans les heures qui suivent, de sorte que ces deux animaux se soient liés et désirent rester ensemble.» Plutôt que d'abandonner les bébés suivants au destin, les mâles restent pour les élever. . La femme s'attend clairement à ce suivi, tirant son mec par la nuque s'il ne fait pas sa part. Et quand un partenaire meurt, les campagnols font l'expérience d'un deuil.
Peut-être le plus excitant de tous, d’un point de vue scientifique, les campagnols des Prairies ont des cousins presque identiques appelés campagnols des prés qui ne partagent aucune de leurs tendances sociales. En comparant les fidèles rongeurs avec leurs doppelgängers espiègles, Young et ses collègues espèrent révéler les circuits neuronaux derrière les tendances monogames du campagnol des Prairies. «Les campagnols des Prairies ont soif de contacts sociaux, contrairement aux campagnols des prés», déclare Young.
Thomas Insel, directeur de l'Institut national de la santé mentale et pionnier des études sur le campagnol, décrit les créatures comme un «cadeau extraordinaire pour la science». «L'expérience a déjà été faite par la nature», dit-il. «Quels sont les résultats? Qu'est-ce qui a été modifié génétiquement dans le cerveau pour obtenir cette différence de comportement?
Pour le savoir, Young utilise un ensemble d'outils biomoléculaires incroyablement sophistiqués, allant du séquençage génétique à la transcriptomique.
Mais un animal aussi humble que le campagnol des Prairies, récemment recruté dans les plaines d'Amérique, aurait-il vraiment des secrets à partager au sujet d'énigmes humaines telles que l'infidélité et peut-être même de troubles sociaux comme l'autisme? Absolument, déclare Young, qui a lui-même commencé sa vie comme une créature de la province, né «à un kilomètre et demi d’un chemin de terre» dans le pays de Sylvester, en Géorgie, où l’on trouve sable et pins. (Il y garde toujours une cabane, où il cite des étudiants diplômés via une peau de chèvre et d'autres pratiques.) Il n'avait même jamais entendu parler de l'ADN avant le lycée. Une partie de son intérêt pour le comportement du camp et la structure du cerveau semble provenir de la curiosité de son propre chemin de vie: mariage, divorce, remariage, cinq enfants et une histoire d'amour avec la neuroscience qui l'a mené loin de ses racines rurales.
***
Le campagnol des Prairies a attiré l'attention des scientifiques dans les années 1970, lorsque le mammalogiste Lowell Getz a lancé une étude de population de routine dans les champs de luzerne et de pâturages prés de l'université d'Illinois à Urbana-Champaign, où il enseignait à l'époque. Pour éviter les températures nocturnes inférieures à zéro, lui et d'autres chercheurs ont parfois gardé Jack Daniel's dans le hangar à études avec les fiches techniques et autres documents. L'alcool était destiné à la consommation des chercheurs; depuis lors, des tests gustatifs ont montré que les campagnols des Prairies ressemblaient beaucoup à la liqueur et que le whisky dilué était en fait un bon appât pour le campagnol.
Le maïs concassé fonctionnait assez bien dans les pièges, mais les scientifiques ont remarqué quelque chose d'inhabituel. Les campagnols des Prairies se présentaient souvent deux par deux, souvent un mâle et une femelle. Parfois, les scientifiques attrapaient le même duo plusieurs mois après. Ces couples représentaient environ 12% des captures de campagnols adultes dans les Prairies, contre 2% à peine parmi les autres campagnols piégés. Pour savoir ce qui se passait, Getz a équipé une douzaine de couples de campagnards des Prairies de colliers radio miniatures alimentés par des piles pour appareils auditifs. Traquant leurs mouvements à travers l'herbe dense, il découvrit que 11 des 12 «couples» cohabitaient plus ou moins en permanence dans des tanières souterraines, un comportement presque inconnu chez les rongeurs. Les deux membres du 12ème couple avaient d'autres partenaires dans des nids d'amour séparés. Getz avait apparemment capturé les deux mi-rendez-vous.
Étonné, il a présenté ses conclusions à Sue Carter, une collègue de l’Université de l’Illinois qui travaillait sur l’endocrinologie du hamster. Les hamsters femelles massacrent et mangent régulièrement leurs partenaires sexuels. "C'est ce que je pensais être normal", se souvient Carter. Elle n'était pas préparée à l'attachement des campagnols à leurs partenaires, ni à ce qui s'est avéré être des séances d'accouplement longues et passionnantes («Nous devions les enregistrer en vidéo accélérée. Personne ne pouvait rester là pendant 40 heures!»).
Mais qu'est-ce qui rend l'attachement si fort? Comment exactement une paire forge-t-elle son lien? Carter et d'autres ont fini par s'intéresser à l'ocytocine, un messager chimique, également une hormone associée à la perception des signaux sociaux, de l'accouchement et du lien maternel. Quand une campagnarde des Prairies a reçu une injection d'ocytocine dans son cerveau, elle s'est blottie davantage avec son partenaire et a noué des liens plus solides. Une autre hormone, la vasopressine, liée à la territorialité, favorise la formation de paires chez les hommes.
Les chercheurs ont peut-être proposé que l'évolution se soit greffée sur des circuits neuronaux bien établis. Si les hormones responsables du comportement maternel chez les femmes et de la territorialité chez les hommes étaient libérées pendant les rapports sexuels, elles pourraient favoriser ce nouveau lien entre hommes et femmes. Le sexe de camp des Prairies, par exemple, implique une quantité inhabituelle de stimulation vaginale-cervicale - probablement un comportement adapté qui déclenche la libération d'oxytocine normalement associée à l'accouchement. Au lieu de créer des liens avec un bébé, la femme se lie avec son partenaire.
Des études ultérieures ont montré que, contrairement aux campagnols des prairies à l’absence de liens, les campagnols des Prairies possèdent des récepteurs à l’ocytocine et à la vasopressine dans les zones du cerveau associées à la récompense et à la dépendance. Le cerveau des campagnols est truqué pour associer la récompense du sexe à la présence d'un partenaire particulier, tout comme «tout toxicomane apprend à s'associer avec un attirail toxicomane, de sorte que même sa pipe à crack devient agréable», dit Young. Il pense que le style d'accouplement face à face des humains, qui met en valeur les caractéristiques physiques uniques du partenaire au moment de la récompense, sert probablement également à cimenter une relation agréable avec un individu.
Les études sur les liaisons moléculaires du début des années 1990 ont intrigué Young, qui avait découvert la biologie moléculaire à l'université. Après avoir obtenu son diplôme, il a effectué des recherches dans un laboratoire du Texas sur les lézards whiptail, sensibles aux variations de genre, dont les hormones fluctuantes leur permettent de changer de comportement entre les hommes et les femmes. Il a découvert qu'il pouvait changer radicalement leur comportement en leur injectant une hormone ou une autre. Lorsqu'il est allé à Yerkes, à l'Université Emory, il a utilisé diverses techniques permettant également de déchiffrer l'activité des gènes. Dans la première expérience du genre chez ces animaux, l'équipe de Young a mis un gène de campagnol des Prairies codant pour un récepteur de la vasopressine dans un virus, puis l'a injecté dans les centres de récompense du cerveau du campagnol des prés. Le point? Pour voir si l'ADN étranger modifierait le comportement du campagnol des prés. Les animaux ont grandi et ont commencé à manifester des comportements de jumelage. «Nous avons transformé un campagnol des prés en un campagnol des Prairies», dit-il.
Bien avant de commencer son travail de campagnard, Young a compris le pouvoir du lien de couple: il a épousé sa petite amie du secondaire à l'âge de 18 ans. Maintenant, Young comprend que toute liaison par paire dépend d'une série de gènes et de substances chimiques du cerveau, travaillant probablement aux côtés de l'ocytocine et de la vasopressine. Sa plus récente incursion porte sur la transcriptomique, un domaine axé sur l'ARN messager, le matériel génétique responsable de la transmission d'informations entre l'ADN d'une cellule et son mécanisme de production de protéines. Tandis que l'ADN de chaque cellule du corps reste le même, le niveau de protéines produites par la traduction de cet ADN change d'une minute à l'autre. Le laboratoire de Young tente de surveiller la fluctuation de l'ARN messager lors de la création du lien mystérieux entre paires de campagnol des Prairies. Les chercheurs «sacrifient» les animaux à différents stades du processus de liaison, puis extraient l'ARNm. Si le signal de l'ARNm indique que les gènes sont actifs lors de l'accouplement chez les campagnols des prairies, mais pas chez les campagnols des prés, ces gènes deviennent des candidats à l'étude. "Nous pouvons concevoir des expériences pour manipuler ces gènes", explique Young, et déterminer s'ils sont impliqués. "
De même, il a hâte de regarder son génome de campagnol des prairies nouvellement séquencé à côté du génome du campagnol des prés, afin de trouver des différences dignes d'un examen approfondi. Le défi consiste à faire en sorte que les ordinateurs comparent une grande quantité d’informations génétiques.
«Nous avons 50 ans de travail et beaucoup de choses que nous ne connaissons pas», dit-il.
***
Voici un sale petit secret: les campagnols des Prairies sont monogames, mais pas sexuellement. Comme dans le cas des romances humaines, l’association de couples n’empêche pas ce que les chercheurs appellent l’infidélité opportuniste, comme en témoigne le douzième couple de Getz. Cette infidélité signifie que beaucoup d'hommes engendrent de jeunes enfants en dehors du nid - et peuvent accidentellement finir par élever les bébés de quelqu'un d'autre. (Environ 10% des jeunes proviennent d'un père qui n'est pas le principal prétendant de leur mère.) Et, tout comme dans le bassin de rencontres humaines, certains hommes ne se lient pas du tout. Ces individus lâches sont connus comme des «vagabonds».
L'un des prétentions de Young à la gloire est de mettre en évidence une différence génétique entre les célibataires de carrière et les partenaires dévoués. Il se trouve dans une partie d'un gène du récepteur de la vasopressine appelé microsatellite, un matériel génétique répétitif qui a longtemps été appelé «ADN indésirable». Les hommes avec une version longue du microsatellite sont des lieurs de paires supérieurs, car ils possèdent plus de récepteurs dans certains cas. zones du cerveau, tandis que les hommes avec une version courte peuvent rester non attachés.
Des variations similaires peuvent également être importantes parmi les individus. Des chercheurs suédois ont génotypé près de 2 000 adultes et leur ont posé des questions sur leurs relations. Les hommes avec deux copies d'une version spécifique d'un gène du récepteur de la vasopressine étaient deux fois plus susceptibles de signaler une crise de leur mariage au cours de la dernière année que les hommes avec une ou deux copies. Leurs partenaires ont également exprimé moins de satisfaction. Young n'a pas fait analyser son propre gène: «Je ne veux pas savoir», dit-il.
Ce qu'il veut en savoir, c'est davantage sur ce qui différencie les campagnols des Prairies. Les premières expériences de la vie peuvent-elles faire la différence? Et cette différence pourrait-elle éclairer le comportement humain et les troubles sociaux?
Katie Barrett, une étudiante diplômée du laboratoire de Young, enfile plusieurs paires de gants alors qu'elle me conduit dans une pièce remplie de campagnols adultes. «Ils sont mordants», dit-elle, en guise d'explication. Les campagnols mâles dans la salle, chacun errant dans des arènes chambrées au lieu de cages ordinaires, font actuellement l’objet d’un test de préférence du partenaire, qui est à la base de nombreuses recherches sur le campagnol. Avec le mâle, les femelles munies d'attaches en plastique sont attachées aux extrémités opposées de chaque arène. Une femme est la compagne du mâle et une autre est une parfaite étrangère. Bien qu'il puisse se marier avec les deux, un homme bien lié devrait passer beaucoup plus de temps à se blottir avec sa partenaire. Un programme informatique analyse les mouvements de son petit corps grassouillet et additionne les minutes.
Barrett a découvert que les campagnols isolés du léchage et du toilettage des parents, une interaction connue pour stimuler la production d'ocytocine, ont des difficultés à se lier aux futurs compagnons, mais uniquement si les campagnols isolés présentent également une densité relativement faible de récepteurs d'ocytocine dans les zones de récompense. cerveau. Elle effectue des tests pour déterminer si un médicament augmentant l'oxytocine peut protéger l'avenir social des animaux négligés. «Pouvez-vous intervenir tôt dans la vie et vous protéger contre ce résultat?», Demande Barrett.
Des travaux antérieurs avaient montré que les effets de l'ocytocine étaient plus forts chez les femelles que chez les mâles, mais dans le test d'aujourd'hui, les mâles traités comme des chiots se collent assez bien. «Je ne m'attendais pas à ça, dit Barrett. La libération d'ocytocine au début de la vie semble créer un cerveau social plus fort chez les deux sexes.
***
Les campagnols et, par extension, l'ocytocine, ont commencé à capturer l'imagination plus largement, bien que le résultat soit parfois stupide. Il existe le livre d’entraide Faire l’amour comme un campaneau des Prairies: six étapes pour des relations sexuelles passionnées, abondantes et monogames, ainsi qu’un parfum appelé «Liquid Trust», un spray synthétique à base d’ocytocine destiné aux «célibataires» et aux «vendeurs». Bien sûr, fait remarquer Young, même si le spray fonctionne (et il ne le dit pas), le porteur inhalera beaucoup plus d'hormone que n'importe quelle cible potentielle: "Qui va finir par faire confiance à qui?" Rit-il.
Mais certaines utilisations humaines sont assez graves. L'un des principaux intérêts de Young est le traitement de l'autisme. «L’autisme est un trouble où les signaux sociaux ne sont pas aussi saillants, les enfants ne sont pas motivés pour interagir avec les autres et ont des difficultés à lire leurs émotions», souligne-t-il. «Toutes ces choses sociales, l'ocytocine semble stimuler.» Déjà, l'ocytocine synthétique, administrée par le nez, est utilisée dans des traitements expérimentaux liés à l'autisme.
Il y a de bonnes raisons d'être prudent quant aux pouvoirs curatifs de l'ocytocine, cependant. «À mon avis, il n'y a pas assez de données préliminaires sur les animaux», déclare Karen Bales, qui étudie les liens sociaux à l'Université de Californie, à Davis, et s'inquiète des conséquences de l'exposition du cerveau en développement à la molécule. Bales et ses collègues ont constaté que l'exposition à l'ocytocine pouvait inhiber la formation de paires par la suite, plus particulièrement chez les campagnols mâles. Et si certains travaux, y compris chez l'homme, montrent que la molécule peut aider à la socialité, d'autres constatent que l'effet dépend de l'individu et de la situation.
«Vous devez vous méfier des extrapolations prématurées», déclare Insel, de l'Institut national de la santé mentale. «Vous voulez être très prudent et ne pas supposer que nous sommes de très, très grands campagnols des Prairies.»
Le travail de Young en thérapie du deuil est pour le moment moins controversé. Lui et un collègue allemand ont récemment étudié ce qui se passe lorsque les campagnols et leurs partenaires de vie se séparent. Lors de tests de résistance rigoureux, y compris ceux qui faisaient tomber des rongeurs dans un gobelet d'eau, ceux qui venaient de perdre un partenaire avaient beaucoup moins de difficultés que les autres. Au lieu de cela, ils ont flotté passivement, ne semblant pas se soucier de savoir s'ils vivaient ou mouraient. À certains égards, leurs symptômes ressemblaient à la dépression. «Lorsque les animaux forment ce double lien, ils deviennent dépendants de ce partenaire et quand ils perdent leur partenaire, c'est presque comme si on se désistait d'une drogue», explique Young. «C'est une conséquence mésadaptée d'une chose évolutive utile. C'est la maladie de l'amour. "
Lorsque les chercheurs ont disséqué le cerveau des animaux endeuillés, ils ont découvert des taux élevés d'une substance chimique appelée facteur de libération de corticotropine, ou CRF. Si les récepteurs chimiques des animaux endeuillés étaient bloqués, les campagnols se comportaient normalement, luttant férocement pour la vie. «Cela nous aide à comprendre les circuits neurologiques pouvant être impliqués dans la dépression en général», déclare Young.
Il connaît personnellement la douleur de la séparation. Il y a une dizaine d'années, sa première femme, sa partenaire depuis le lycée, le quitta avec ses trois enfants. Pendant des mois, il a flotté dans un gobelet métaphorique. «J'ai vécu dans une maison sans meubles», dit-il. «J'ai dormi sur le matelas d'un petit enfant. J'ai réalisé les conséquences qui se produisent lorsque vous perdez quelqu'un que vous aimez, parce que je suis passé par là. Au moment où vous traversez cela, vous ne pensez pas aux expériences et à d'autres choses, ces envies et ces motivations ne font que se produire. "
Young a depuis repris son élan. Il a récemment fondé le centre de neurosciences sociales translationnelles chez Emory, qui explique comment la recherche fondamentale sur les animaux peut informer de nouveaux traitements pour les troubles sociaux chez l'homme, et a convoqué une réunion internationale pour les chercheurs en calcul. Sur le mur de son bureau, une carte du monde montre à quel point il est parti de son «chemin de terre» Sylvester. Au cours d’un voyage insensé à Madagascar, il a recueilli avec d’autres chercheurs des échantillons de cerveau de deux espèces étroitement liées du pluvier, un autre love ”en son nom. Une espèce est monogame et l'autre non. Les jeunes espèrent comparer leur câblage neuronal avec celui des campagnols.
Le plus significatif est peut-être qu’il a également lié à nouveau, cette fois avec un autre neuroscientifique. Pendant le dîner, lui et sa partenaire discutent des aspects les plus fins de son travail sur les hormones et de son lien avec la condition humaine. La génétique et la chimie du cerveau peuvent façonner toutes les relations, mais elles ne permettent pas à la magie de durer toute seule. «Je dois encore me souvenir de l'anniversaire», dit-il. "Je dois encore acheter les fleurs."
