这个史上著名的实验,竟然第一步就做错了

作者: 戚译引

来源: 科研圈

发布日期: 2021-06-24

苏联科学家贝尔雅耶夫在20世纪50年代进行的银狐实验,旨在选育出更亲近人类的后代,并在10代内成功实现。实验中的狐狸不仅行为上变得像狗一样亲近人类,外貌也发生了显著变化。然而,近年来的研究指出,实验中的狐狸并非从野生种群开始选育,而是来自已经驯化多年的饲养场,这使得实验的科学性受到质疑。尽管如此,银狐实验仍被认为促进了我们对动物驯化的理解,并引发了关于驯化综合征理论的广泛讨论。

20世纪50年代,苏联科学家德米特里·K·贝尔雅耶夫(Dmitry K. Belyaev)在新西伯利亚饲养了一群狐狸。他想选育出更亲近人类的后代,并且在10代之内就达成了这一目标。贝尔雅耶夫在1979年发表的论文中写道,这些狐狸就像狗一样,会向熟悉的人类寻求接触,离这些人靠得更近,并且会舔舐人的手和脸。

更有意思的是,这些狐狸的外貌也同时发生了变化,比如毛皮更加斑驳,耳朵变得下垂,尾巴卷曲和颅形改变。贝尔雅耶夫指出,狗、奶牛等其他许多被驯化的动物也具备这样的特征,他将这种现象称为“驯化综合征”(domestication syndrome)。

银狐实验发表后的几十年间,这个理论在大众当中广为流传,也吸引着科学家探索背后的机制。但是近年来,这一理论受到了越来越多的质疑。2019年12月发表的一项研究更是指出了银狐实验的一个致命缺陷:那些狐狸并非从野生种群开始选育,而是来自饲养场,已经经过了几十年的驯化。

达尔文早就注意到,被驯化的动植物的许多特征发生了变化,并写出了《动物和植物在驯化中的变异》(The Variation of Animals and Plants Under Domestication),于1868年出版。到20世纪初,植物学家们提出了“驯化综合征”这个术语,用于描述在早期农业发展过程中,被人类筛选出来的植物出现的一系列共同特征。

1979年,银狐实验的研究发表后,这个术语开始被应用于动物,并引起了公众和学术界强烈的兴趣。

苏联科学家贝尔雅耶夫称,他从当地农场买来一群灰黑色的银狐,这是赤狐(Vulpes vulpes)中常用于制作皮草的品种。初始种群包括30头雄性和100头雌性,贝尔雅耶夫不断选育更亲近人类的后代,例如在一只手伸进笼子的时候恐惧表现较少的那些。他希望这项实验能在某种程度上重现狗的驯化过程,虽然狗并非从狐狸驯化而来,它们的祖先是狼。

经过十代的选育之后,贝尔雅耶夫报告,这群野生狐狸的后代变得会主动寻求人类的关注,同时表现出一些与行为不相干的性状。它们的耳朵变得软而下垂,尾巴却朝上卷起;原本灰黑色的毛皮出现了白斑,面部变得更短和宽,甚至失去了周期性的发情。他总结,对行为的选择改变了多个相互关联的系统的调控,产生了达尔文所描述的那些特征。

在研究发表后的几十年中,这个理论逐渐流行起来,成为大众最熟知的演化研究之一。学术界也对此很有兴趣:也许这背后存在着某些共同的遗传因素,使它们具备温和的性格和独特的外貌。从20世纪90年代中期以来,这一术语的使用频率已增长了20倍。

对大脑中转录组的分析显示,驯化动物脑中一些关键的信号通路发生了变化。

目前解释驯化综合征的假说主要分为两类:一类是神经嵴假说(neural crest hypothesis),认为驯化主要由神经嵴细胞的多效性改变驱动,从发育角度上看,这种变化发生在几乎所有的驯化综合征特征之前;另一类是甲状腺节律假说(thyroid rhythm hypothesis),主张驯化由甲状腺激素分泌规律的改变驱动,从而影响了动物的发育、成熟和对环境的响应。

但是,在2015年,一位生物学家在旅途中参观了一所博物馆,无意中揭开了银狐实验的另一面。美国汉普郡学院(Hampshire College)的荣休教授雷蒙德·科平格(Raymond Coppinger)是研究犬类行为和演化的专家,在加拿大爱德华王子岛,他参观了展示当地狐狸养殖历史的博物馆。馆里展出的老照片上,那些有斑点的狐狸看起来和银狐实验中的狐狸非常相似。

接下来,科平格和学生们查找了相关的文献,还原了银狐实验的全貌。基因检测表明,那些狐狸的祖先就来自加拿大东部,即爱德华王子岛。这一地区的狐狸养殖产业可以追溯到1887年。最早的养殖者同时针对狐狸的外貌和行为进行选育,让它们适应人工养殖环境,并提供颜色罕见的皮毛,例如纯黑或银色的皮毛。

这个产业一度十分火热,在1913年,一对用于繁育的狐狸售价高达3万加元,相当于今天的50万美元(约合人民币320万元)。

到1928年,有商人将65只狐狸卖给苏联的一所农场,开启了苏联的狐狸饲养产业。二十多年后,贝尔雅耶夫正是用这些狐狸的后代开始了银狐实验。贝尔雅耶夫虽然在论文中如实说明这些狐狸是买来的,问题在于他将它们称为野生狐狸。

实际上,这些狐狸已经经过几十年的选育,虽然没有成为像狗一样的宠物,但其行为已经发生了改变,以适应人工环境。并且,在饲养场可能早就开始有意选育带着特殊斑纹的狐狸,以便将毛皮卖出更高的价格。并且,银狐实验中的种群仅包含大约130只个体,较小的种群规模可能也促进了斑纹等特征的扩散。

科平格已经于2017年去世。

这些发现由他的学生们整理成文,于2019年12月在《生态与演化趋势》(Trends in Ecology and Evolution)期刊发表。研究团队总结,不仅银狐实验的设计存在重要缺陷,驯化综合征理论本身也存在漏洞。例如,不同动物的“驯化综合征”可能指代不同的特征,使得这一术语的定义模糊不清,甚至陷入循环论证。研究团队深入评估了狗、猫、山羊、猪、兔子、大鼠、小鼠7种被驯化的动物的研究证据。

以毛色变化为例,驯化综合征理论认为被驯化的种群中色素缺失(即出现白斑)和毛皮花纹变色的发生率高于野生种群,而研究评估的7种动物中只有猫和狗符合描述。

研究团队呼吁,要关注那些和驯化早期阶段密切相关的特征,并重新审视那些与之竞争的理论。研究作者们仍然肯定了银狐实验的重要性,指出它促进了我们对动物驯化的理解,并表示对驯服(tameness)特征的选择与表型变化之间存在因果关系,这与驯化综合征的描述一致。

同行们对这项研究给出了褒贬不一的评价。有学者表示,因为驯化并非单一的过程,而是分散发生在不同时间、不同地点和不同物种身上,试图用一套通用特征描述所有驯化动植物本来就行不通;也有人认为,尽管不同动物被驯化后的变化各不相同,研究已经找到了其中共同的机制,例如神经嵴假说。

对驯化的研究和争论仍在继续,一如驯化本身。

2020年6月,另一个团队在《英国皇家学会学报B》(Proceedings of the Royal Society B)发文报告,生活在英国城市中的赤狐出现了一些符合驯化综合征描述的特征。和生活在乡村、极少接触人类的狐狸相比,城市狐狸口鼻部明显变短、变宽,大脑也更小,雌性和雄性之间的差异缩小。这些变化能更好地帮助它们适应城市生活。

例如,城市狐狸往往以人类丢弃的食物为食,较短而宽的口有更强的咬合力,能够咬碎其中的骨头,咬合速度降低也不会影响它们觅食;而乡村狐狸常常捕食老鼠和野兔,它们需要较快的咬合速度。

狐狸最终有可能被完全驯化吗?驯化背后有哪些遗传因素的驱动?或许未来的研究将揭示更全面的答案。

UUID: 66d63a75-d070-4c3a-95be-10b938122fa4

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/果壳公众号-pdf2txt/2021/2021-06-24_这个史上著名的实验,竟然第一步就做错了.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0072 元