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什麼讓模範田鼠丈夫變風流浪子?

  • 發佈時間:2016-01-22 02:31:35  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  ■第二看臺

  橙腹草原田鼠常被視作一夫一妻制的典範。這些可愛的小傢夥與配偶建立起緊密的聯繫,一生只有一個伴侶,共同養育著很多後代。但是,一夫一妻制並不意味著忠貞不渝。公鼠會出軌,晃蕩到鄰居的領地,與其他母鼠交配。當然,並不是所有的公鼠都這樣,有些公鼠會對伴侶保持忠誠,而其他的公鼠則會成為隔壁老王。

  最近,美國得克薩斯大學奧斯汀分校的Steven Phelps發現這種行為差異與田鼠的基因差異有關。具體地講,一些公鼠會遺傳到某種基因變體,從而影響大腦中與地點記憶有關的區域。這種變體使田鼠的空間記憶變差,從而使它們更難記住社交地點,更易遊蕩到自己的領地外,遇上其他母鼠,生下私生子。

  Phelps將遺傳學、神經科學、心理學和演化生物學交織在一起。研究表明,哪怕是非常細微的DNA差異,也能影響動物大腦中的分子錶達,進而極大地改變它的社會行為,從而影響其繁殖後代的成功率。

  自1971年,首次發現橙腹草原田鼠存在長期緊密的伴侶關係以來,科學家們一直致力於研究它們的社會生活。同時,神經生物學家發現,這種穩定關係的維持取決於兩種相關的激素:催産素和血管加壓素,這兩種激素同時也影響很多其他社會行為。

  讓我們把目光集中在血管加壓素上。如同將鑰匙插入鎖中,血管加壓素通過與其受體契合發揮作用,這種受體是至關重要的。與性關係隨便的親戚如草甸田鼠相比,一夫一妻制的草原田鼠腦內該受體的水準更高。如果抑制它,就等於切斷了草原模範夫妻之間的緊密聯繫。而如果把額外的受體蛋白注入到草甸田鼠的大腦內,它們會表現出類似草原田鼠的一夫一妻傾向。

  Phelps發現大腦中名為壓後皮層(RSC)的區域與空間記憶關係密切。如果公鼠壓後皮層上的血管加壓素受體少的話,它們就更有可能遊蕩到自己的領地外,離開自己的伴侶,進入到其他田鼠夫婦的領土內。

  現在,Phelps的小組已經證實大腦和行為的差異是由非常細微的基因差異驅動的。研究發現,加壓素受體基因有兩種,它們可以決定大腦壓後皮層中受體的水準是高還是低。“高”型與“低”型基因之間只有4處突變差異,這些差異可作為一個整體穩定地遺傳給後代。

  擁有“高”型基因的公鼠,壓後皮層中的加壓素受體更多。它們能很好地記住家的位置,花更多的時間在家,並且忠實于自己的伴侶。與此相反,含有“低”型基因的公鼠,其大腦壓後皮層中的受體較少。“我們認為,它們難以記住家的位置,所以就到處瞎逛了。” Phelps説。它們更容易闖入其他公鼠的領地,邂逅更多的母鼠,從而與其他母鼠發生不倫的性行為。但它們也更難守住自己的伴侶。漫遊癖使它們經常出軌,同時也提高了其伴侶被其他公鼠佔有的風險。

  對Phelps來説,這個理論最薄弱的部分是壓後皮層中加壓素受體水準與記憶之間的關聯。“在我心裏一直有個問號:大腦的改變是如何導致與領域相關的行為發生變化的。”他説道。

  現在他正計劃先抑制田鼠大腦的特定區域,再對草原田鼠進行動物實驗,觀察自然環境下的行為。之後,他希望通過編輯田鼠的DNA——尤其是那4個將“高”和“低”兩種血管加壓素受體基因區分開來的突變點——看看它們的行為是否會發生改變。

  稿件來源:環球科學(《科學美國人》中文版)

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