科学揭示坐怀不乱的分子基础

作者: 刘楠

来源: 脑科学与脑技术

发布日期: 2016-01-27

《自然》杂志的一项研究揭示了草原田鼠一夫一妻制行为的分子基础,通过分析大脑中加压素受体V1aR的表达差异,发现这种受体的含量与田鼠的配偶偏好性有关。此外,研究还发现即使在同一物种内部,不同个体的行为模式也存在显著差异,这些差异可能与空间学习能力和种群密度有关。

不同于绝大多数哺乳动物,草原田鼠大多是一夫一妻制,雄性草原田鼠甚至会袭击除了自己老婆以外的所有靠近的雌鼠,真可谓是“坐怀不乱真君子也”。这种社会行为是怎样形成的?在大脑中有什么样的神经机制?早在上世纪七八十年代,美国伊利诺斯大学的Lowell Getz教授就发现了一件奇妙的事情,成年的雄性和雌性草原田鼠经常被同一个陷阱所捕获,并且隔几个月,同样的一对田鼠还会再次被捕捉。

不同于它们的近亲草甸田鼠或绝大部分其他哺乳动物,草原田鼠大多是一夫一妻制的。《自然》杂志的一项研究揭开了谜题,在大脑内一处控制奖励和动机的核团——腹侧苍白球中,加压素受体V1aR在上述两种动物之间的含量极其不同。多妻制的雄性草甸田鼠的V1aR丰度明显偏低,如果用基因工程方法人为提高V1aR的表达量,会显著增强雄性草甸田鼠对配偶的偏爱性,使其跟草原田鼠一样乐于与配偶交流而不是长时间使后者独处。

即使是自然界的草原田鼠内部也有一小撮不安分的“花花公子”,Phelps教授将其称为extra-pair fertilization (EPF),而将“恪守夫道”的田鼠们称为intra-pair fertilization (IPF)。两种截然不同的社会行为发生在一个物种内,这是研究物种进化和变异的绝好模型。

Phelps和同事们发现V1aR在“花花公子”和“恪守夫道”田鼠中的特定脑区分布也具有明显差异,但不是在腹侧苍白球,而是与空间学习相关的两个脑区:压后皮层和丘脑背外侧区。近期Phelps发表在《科学》杂志上的论文再次肯定了以上结果。同时视频监控发现与“恪守夫道”相比,“花花公子”雄性田鼠具有更大的巢区,甚至不惜跟其他雄性的地盘产生交集,侧面说明它们的空间活动能力确实有差异。

作者提出一个著名的行为生态中的权衡假说:为了繁衍更多的后代,但是可能被戴更多的“绿帽子”。研究结果同样表明雄性田鼠闯入他人领地频率越高,那么自己领地被入侵的次数也越多,果然“出来混迟早是要还的”。这种权衡已经深深刻入到动物的基因组中,其平衡性选择一方面可能是由表达V1aR的基因avpr1a的单核苷酸多态性决定的。

作者提出较高的种群密度有利于提升动物的EPF(“花心”)特性,使得其能够尽量多繁育后代,而较低的种群密度可能反转这种特性,因为外出遇到其他雌性的几率会明显下降。

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