為何一些小鼠遵循一夫一妻制？

凌 寒/編譯

為何一些小鼠遵循一夫一妻制？

凌 寒/編譯

一只奧菲爾德鼠，這種鼠不僅僅外表看起來可愛——白額白足，還遵循一夫一妻制，該特性在哺乳動物中較為罕見

● 一夫一妻制小鼠的基因研究可以為研究人類的相關(guān)生物學(xué)特性找到一些線索。

奧菲爾德鼠看起來并無超凡之處。這種小老鼠長著一雙含情脈脈的黑眼睛和一對茶杯狀的小耳朵，它們在美國東南部的草地和沙灘竄來竄去，過著單調(diào)的生活。

但是野外生物學(xué)家很早就知道，當(dāng)涉及性和家庭生活時，這種老鼠就顯得與眾不同了：奧菲爾德鼠遵循一夫一妻制，并且對后代關(guān)懷備至——這在哺乳動物中實(shí)屬例外。

幼仔即將降生時，鼠爸爸和鼠媽媽會一起挖洞共筑愛巢；幼仔出生后，鼠爸爸會幫忙照顧幼仔；幼仔從巢穴中爬出去時，鼠爸爸會將它們找回來，舔舐幼仔，并把它們攬在懷中為它們保暖。

《自然》雜志近期發(fā)表的3篇最新研究中，哈佛大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)這一與眾不同的行為有其遺傳學(xué)基礎(chǔ)。而這是科學(xué)家首次將DNA與哺乳動物育兒習(xí)慣差異性聯(lián)系在一起。

劍橋大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家迪特爾·盧卡斯（Dieter Lukas）未參與該研究，但他對此高度贊賞，將其視為精心杰作，他認(rèn)為這發(fā)現(xiàn)了DNA與哺乳動物育兒習(xí)慣差異的關(guān)聯(lián)性，“就如同設(shè)計出了一種工具，能夠在一大張五彩斑斕的掛毯中追蹤其中的一根線?！?/p>

也許終有一日，該發(fā)現(xiàn)能夠幫助科學(xué)家弄明白人類伴侶是如何建立親密關(guān)系并照顧孩子的。

哺乳動物擁有許多調(diào)節(jié)大腦中激素和神經(jīng)遞質(zhì)產(chǎn)生的基因。它們的功能變化也許可以解釋為什么大多數(shù)物種是濫交的，為什么只有少數(shù)物種遵循一夫一妻制以及為什么部分物種，例如人類，介于二者之間。

“我們可以自下而上進(jìn)行研究，建立起知識庫，然后向人類生物學(xué)提出疑問?！蔽磪⑴c該研究的伊利諾伊大學(xué)的生物學(xué)家吉恩·羅賓遜（GeneE.Robinson）說道。

在絕大多數(shù)哺乳動物中，雄性會與盡可能多的雌性交配，并且不會協(xié)助撫育后代。而奧菲爾德鼠屬于僅占5%的物種，它們中的雄性會與雌性建立長期的親密關(guān)系，并且會履行父親的責(zé)任——照顧幼仔。

哈佛大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家霍皮·霍克斯特拉（HopiE.Hoekstra）是該項新研究的資深作者，她在翻閱博物學(xué)家塵封的報告時，第一次注意到了奧菲爾德鼠。

她了解到與奧菲爾德鼠親緣關(guān)系最近的鹿鼠居住在森林里，而不是露天場所中；它們是濫交型的，不是一夫一妻制。在野外，鹿鼠和奧菲爾德鼠之間絕不會進(jìn)行交配。

但是在做實(shí)驗(yàn)室研究時，如果籠子里僅有一只雄性和一只雌性，那么這兩種鼠會進(jìn)行交配，而且它們的后代也很健康并具有繁殖能力。

霍克斯特拉博士意識到也許可以比較這兩個物種的育兒行為，然后看看它們的雜交后代會有什么樣的表現(xiàn)。其中的差異會引導(dǎo)科學(xué)家去研究影響每個物種行為的基因。

通過在實(shí)驗(yàn)室里觀察每一種鼠的育兒行為，哈佛大學(xué)博士后研究員安德烈·本德斯基（Andrés Bendesky）開始了這項研究，他追蹤了鼠類從筑巢到舔舐幼仔的一系列育兒行為。

鹿鼠在育兒方面投入的精力較少，但這也可能不是遺傳基因造成的。也許是因?yàn)樗鼈儽蛔约旱母改负鲆?，并從中?xí)得了這種行為。為了將先天遺傳和后天環(huán)境進(jìn)行對比，本德斯基博士及其同事將鹿鼠幼仔轉(zhuǎn)移到了奧菲爾德鼠的巢穴中——同時將奧菲爾德鼠的幼仔轉(zhuǎn)移到了鹿鼠巢穴中。

他們發(fā)現(xiàn)，這種對換對于老鼠長大后的行為并沒有什么影響：奧菲爾德鼠仍然很關(guān)心幼仔，而鹿鼠不過爾爾。

本德斯基博士和霍克斯特拉博士由此得出結(jié)論，老鼠行為上的差異必然基于它們的基因。因此，研究人員開展了大規(guī)模的繁育試驗(yàn)。他們從每種老鼠中選擇5只進(jìn)行配對，產(chǎn)生了30只雜交后代，這30只雜交后代又生出了769只幼仔?？茖W(xué)家觀察到，這些第2代雜交后代養(yǎng)育第3代幼仔時，它們的育兒行為和以前一樣。

作為親代，第2代雜交后代覆蓋了所有雜交類型。有些老鼠幾乎不做任何努力，比如純種的鹿鼠；一些老鼠則做出了一定程度的努力。但是，另一些雜交后代對幼仔的照顧則與奧菲爾德鼠類似；有一些則成了超級父母，建造出極為精美繁復(fù)的巢穴。

廣泛的親代類型正好為霍克斯特拉博士提供了機(jī)會。她的團(tuán)隊仔細(xì)研究了雜交后代的DNA，找到了與育兒行為明顯相關(guān)的12段DNA——又稱基因座。

有些基因僅僅影響某一種行為，比如有一個基因座決定了老鼠筑巢的精美程度。從奧菲爾德鼠遺傳了兩條基因的雜交鼠可以比那些只從鹿鼠遺傳了該基因的小鼠建造出更為精美的巢穴。然而有趣的是，另一些基因座似乎能夠同時影響多種行為。

有一段DNA與4種行為有關(guān)：老鼠舔舐幼仔的頻繁程度，它們蜷縮在一起的時間長短，它們撫摸幼仔的時間長短以及如果科學(xué)家把幼仔拿出巢穴的話，它們把幼仔找回的可能性。

有些基因突變可能只有非常微弱的影響，而另一些基因突變則影響較廣泛——也許是因?yàn)樗鼈兏淖兞藙游锏那榫w。同樣的，許多基因座在一種性別里十分重要而在另一種性別里則不那么重要。比如說，有一個基因座好像就與鼠爸爸撫摸幼仔及與幼仔蜷縮在一起的時間長短相關(guān)，但該基因座在鼠媽媽身上卻體現(xiàn)不出這樣的效果。

霍克斯特拉博士與她的同事推測，這就是雄性和雌性在一夫一妻制面前可能會采取不同進(jìn)化方式的證據(jù)。不同的基因發(fā)生突變，導(dǎo)致它們的大腦發(fā)生不同方式的變化。

這種繁育實(shí)驗(yàn)的一個不足之處是，它只給科學(xué)家指出了DNA片段，而每一個DNA片段都可能包含數(shù)百個基因，研究者需要對每一個基因進(jìn)行檢測，以期找到符合條件的那一個。

在這項新的研究中，研究者把重點(diǎn)放在了與筑巢行為有關(guān)的基因座上。他們認(rèn)真研究了該基因座包含的498個基因，最終把目光鎖定在編碼抗利尿激素的基因上。

在血液中，抗利尿激素可控制血壓以及水向腎臟的流動情況。但是有一部分抗利尿激素是由大腦的下丘腦產(chǎn)生的，研究人員發(fā)現(xiàn)這部分激素會對生物體的行為產(chǎn)生影響。

在某些情況下，這種激素會使嚙齒動物感到焦慮和抑郁。但是當(dāng)鼠類有了幼仔時，抗利尿激素產(chǎn)量急劇上升，促使它們產(chǎn)生照顧幼仔的行為。

本德斯基博士和他的同事們發(fā)現(xiàn)，鹿鼠在下丘腦中所產(chǎn)生的抗利尿激素量是奧菲爾德鼠的3倍。為了弄清這一現(xiàn)象的重要性，他們將抗利尿激素注射進(jìn)奧菲爾德鼠的大腦中，想看一看它們是否會表現(xiàn)得更像鹿鼠。

果然，奧菲爾德鼠突然開始建造與鹿鼠巢穴類似的簡單巢穴，然而注射抗利尿激素并未改變它們其他的親本行為。

與其他哺乳動物相比，人類有著驚人的廣泛人際關(guān)系。在一些文化中，男人和女人遵循一夫一妻制；在另一些文化中，一個男人可能會和幾個女人結(jié)婚；而在一些社會里，一個女人可以嫁給好幾個男人。

但是，我們?nèi)祟惪赡芤矔c奧菲爾德鼠這類物種有著一些生物學(xué)上的相似之處，使得霍克斯特拉博士的研究成了某些潛在線索的來源。例如，我們?nèi)祟惖拇竽X同樣可以產(chǎn)生抗利尿激素，一些研究也發(fā)現(xiàn)了一些有趣的暗示，那就是這種激素會影響人類的家庭教養(yǎng)。在2012年發(fā)表的一項小型研究中，研究者發(fā)現(xiàn)父親在看到自己的嬰兒時，大腦里的抗利尿激素分泌激增。

但是本德斯基博士提醒道，抗利尿激素基因很可能只是許許多多會對奧菲爾德鼠造成影響的基因之一。盡管抗利尿激素基因與育幼行為密切相關(guān)，但是它也僅僅對6.7%的雄性和2.9%的雌性鼠筑巢的行為改變產(chǎn)生影響。

本德斯基博士預(yù)測，人類育兒的遺傳景觀將會更加崎嶇。他說：“你不可能去做個23andMe基因檢測去證明你的另一半是否會是個合格的父親。”

[資料來源：TheNewYorkTimes][責(zé)任編輯：彥 隱]