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草原田鼠的“伴侶行為”

2014-09-10 07:22崔媛媛
大自然探索 2014年8期
關(guān)鍵詞:拉里田鼠催產(chǎn)素

崔媛媛

在位于美國(guó)亞特蘭大約克斯國(guó)家靈長(zhǎng)類研究中心的一個(gè)繁殖箱中,一堆由棉絮和鋸末組成的“被褥”下,有兩只草原田鼠緊緊地偎依在一起。在野外,這種可愛(ài)的小田鼠只能與它的伴侶一起享受短短幾個(gè)月的幸福時(shí)光,因?yàn)樗鼈兊目雌饋?lái)像小土豆一樣的外形在黃鼬、鷹和蛇的眼中是不折不扣的“美食甜點(diǎn)”,危機(jī)常常潛伏在它們身邊。而在人工飼養(yǎng)的環(huán)境中,這一對(duì)田鼠可以一起幸福地生活2~3年,并且每個(gè)月都會(huì)產(chǎn)下一窩小寶寶。

拉里·揚(yáng)是該研究中心的一位科學(xué)家,他研究草原田鼠已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)20余年。在他看來(lái),田鼠的生活是幸福而美好的,因?yàn)樗鼈儞碛惺娣母C巢、可口的食物,更重要的是,它們擁有彼此相愛(ài)的伴侶。

在我們普通人看來(lái),擁有一對(duì)閃閃發(fā)亮的大眼睛的草原田鼠就像一種可愛(ài)的卡通生物。而在拉里·揚(yáng)等科學(xué)家的眼中,它們的身體中卻隱藏著一把“鑰匙”,可以用來(lái)揭示人類最溫柔、最神秘的情感:為什么人類會(huì)關(guān)心自己的伴侶,寵愛(ài)自己的孩子,哀悼親人的離世?在英文中,將田鼠的名字——“vole”重新排列,你便會(huì)發(fā)現(xiàn),這四個(gè)字母組合成了一個(gè)我們最熟悉不過(guò)的單詞——“l(fā)ove”(愛(ài))。

忠誠(chéng)的草原田鼠伴侶

草原田鼠在親緣關(guān)系上與旅鼠接近,而外形則酷似倉(cāng)鼠。與其他同屬于嚙齒動(dòng)物的“親戚”相比,草原田鼠顯示出一系列與人類相似的高級(jí)社會(huì)行為。其中最顯著的一個(gè)特征是:與97%的哺乳動(dòng)物不同,草原田鼠是標(biāo)準(zhǔn)的“一夫一妻制”。它們?cè)谡业桨閭H后會(huì)維持長(zhǎng)久的親密關(guān)系,通常會(huì)持續(xù)一生,就像人類的婚姻一樣。當(dāng)一只雄性田鼠與一只雌性田鼠相遇后,雄鼠會(huì)通過(guò)特定的行為,促使雌鼠進(jìn)入發(fā)情周期,然后交配產(chǎn)仔。在交配期間及之后的幾個(gè)小時(shí)后,一些重要的原因讓這兩只田鼠決定它們要永遠(yuǎn)地生活在一起,而這也正是這種嚙齒動(dòng)物成為生物學(xué)中一個(gè)較新的研究對(duì)象的原因。此外,與大多數(shù)哺乳動(dòng)物不同,雄性田鼠不會(huì)在幼崽出生后轉(zhuǎn)身離去,相反,它們會(huì)主動(dòng)承擔(dān)起照顧后代的責(zé)任。雌性田鼠顯然也很贊同這一點(diǎn),它們甚至?xí)凇罢煞颉蓖祽袝r(shí),猛扯其后頸,提醒雄性田鼠做好自己的“本職工作”。

草原田鼠的這種“伴侶行為”最早引起科學(xué)家興趣的時(shí)間是20世紀(jì)70年代。當(dāng)哺乳動(dòng)物學(xué)家洛厄爾·蓋茨在美國(guó)一所大學(xué)教學(xué)時(shí),曾在周邊的苜蓿牧場(chǎng)進(jìn)行過(guò)一次動(dòng)物種群普查研究。在這次常規(guī)普查中,他注意到了不同尋常的事情:一對(duì)草原田鼠掉進(jìn)一個(gè)誘捕陷阱中被捕獲;數(shù)月后,被研究人員釋放的這對(duì)草原田鼠“夫婦”再次被同時(shí)捕獲。像這樣被成雙成對(duì)捕獲的草原田鼠的數(shù)量,在研究人員捕獲的草原田鼠總數(shù)中占到了12%。而在其他種類的田鼠中,這個(gè)比例僅為2%。

為了更深入地研究這種小動(dòng)物,洛厄爾·蓋茨為12對(duì)草原田鼠安裝了微型無(wú)線電項(xiàng)圈,追蹤它們?cè)诓輬?chǎng)中的行跡。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在這12對(duì)“田鼠夫妻”中,有11對(duì)一直共同生活在地下的窩巢中,只有一對(duì)在幾個(gè)“家”中擁有不同的伴侶。在其他嚙齒動(dòng)物中,這種長(zhǎng)時(shí)間共同生活在一起的現(xiàn)象幾乎是聞所未聞的。

驚訝之余,洛厄爾·蓋茨帶著他的研究結(jié)果找到了他的同事——研究倉(cāng)鼠內(nèi)分泌學(xué)的科學(xué)家蘇·卡特,后者也對(duì)草原田鼠伴侶間的親密關(guān)系以及它們?nèi)绾尉S持長(zhǎng)期的伴侶關(guān)系充滿興趣。他們想搞清楚的是:到底是什么原因,使得草原田鼠間的“依戀”如此緊密?一對(duì)田鼠又是如何開始發(fā)展伴侶關(guān)系的?他們最終將目光集中在一種被叫作“催產(chǎn)素”的激素上。

催產(chǎn)素一直被認(rèn)為與分娩、母子親情以及社交認(rèn)知等動(dòng)物的情感及認(rèn)知能力相關(guān)。而對(duì)于草原田鼠,研究人員則發(fā)現(xiàn),催產(chǎn)素的作用不再僅僅是為了維系母親與幼崽之間的關(guān)系,雌雄間的交配行為也可以促使雌性體內(nèi)的催產(chǎn)素的釋放。而這種激素正是使得雌性與伴侶之間關(guān)系更加親密的關(guān)鍵。相關(guān)的研究還表明,在給雌性草原田鼠的大腦中注射催產(chǎn)素后,它們會(huì)更愿意與伴侶緊緊偎依在一起,并且會(huì)與雄性個(gè)體維系更緊密的伴侶關(guān)系;而另一種名叫“加壓素”的激素,則會(huì)促進(jìn)雄性田鼠形成更親密的伴侶關(guān)系。

更讓研究人員興奮的是,草原田鼠還有一個(gè)外表幾乎相同的表親——草甸田鼠,而這兩種外形相似的物種恰恰具有完全不同的社群性。通過(guò)對(duì)這兩種生物的對(duì)比研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),與伴侶關(guān)系冷淡的草甸田鼠不同,草原田鼠大腦中的催產(chǎn)素及加壓素受體(受體是指位于細(xì)胞表面或細(xì)胞內(nèi),可以與特定激素相結(jié)合的蛋白物質(zhì))與負(fù)責(zé)“獎(jiǎng)勵(lì)及成癮”的大腦區(qū)域存在特定的關(guān)聯(lián)。因此,草原田鼠會(huì)將交配行為所獲得的“獎(jiǎng)勵(lì)”,例如成功繁殖后代,與特定的伴侶相關(guān)聯(lián),就像上癮一般,為對(duì)方深深著迷。

“忠誠(chéng)”背后的生物學(xué)秘密

拉里·揚(yáng)同樣被這些有關(guān)草原田鼠伴侶關(guān)系的研究所吸引。主修分子生物學(xué)的拉里·揚(yáng)曾研究過(guò)鞭尾蜥的性別偏移現(xiàn)象——其體內(nèi)不停變化的激素量使得這種蜥蜴可以在雄性和雌性之間來(lái)回轉(zhuǎn)換。拉里·揚(yáng)還發(fā)現(xiàn),通過(guò)注射特定的激素,也可以促使這種行為發(fā)生變化。

與之前的研究工作相似,拉里·揚(yáng)和他的同事們也希望通過(guò)比較草原田鼠和草甸田鼠這兩種生物,揭示隱藏于草原田鼠“一夫一妻制”背后的神經(jīng)及分子生物學(xué)原理。

在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,拉里·揚(yáng)等人將負(fù)責(zé)合成加壓素受體蛋白的一段基因序列注入一種病毒內(nèi),然后將攜帶有這個(gè)基因片段的病毒注射進(jìn)草甸田鼠(原本不具有“伴侶”行為)的大腦中的“獎(jiǎng)勵(lì)中樞”區(qū)域。這種研究方法的關(guān)鍵在于,觀察由病毒帶入的外來(lái)基因是否會(huì)改變草甸田鼠的行為模式,產(chǎn)生與草原田鼠一樣的伴侶行為。結(jié)果表明,這種變化確實(shí)發(fā)生了。草甸田鼠之間確實(shí)出現(xiàn)了更為緊密的伴侶關(guān)系。從行為學(xué)的角度來(lái)看,拉里·揚(yáng)等人成功地將草甸田鼠“變成了”草原田鼠。

有趣的是,雖然草原田鼠大多會(huì)保持“一夫一妻制”的伴侶關(guān)系,但與人類相似,有些草原田鼠也會(huì)對(duì)伴侶不忠。這種不忠的行為意味著一些雄性田鼠會(huì)撫養(yǎng)“別人的孩子”。數(shù)據(jù)顯示,約有10%的幼鼠的親生父親并不是雌鼠的那位長(zhǎng)期伴侶。此外,它們還擁有另一個(gè)與人類相仿的特征:有些雄性草原田鼠并不愿擁有長(zhǎng)期穩(wěn)定的伴侶關(guān)系,也存在不受“婚姻”約束的個(gè)體——“花花公子”。

拉里·揚(yáng)廣為人知的另一個(gè)研究成果正是與這種差異相關(guān)。他發(fā)現(xiàn)了一段與加壓素受體相關(guān)的微衛(wèi)星基因。微衛(wèi)星基因一般是指由不斷重復(fù)的短小單元(一般為2~6個(gè)堿基)組成的一段DNA序列,這種重復(fù)的基因序列在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)被科學(xué)家認(rèn)為是無(wú)用的“垃圾DNA”,即不參與編碼蛋白質(zhì)的無(wú)用的DNA片段。但越來(lái)越多的研究表明,這些“垃圾DNA”其實(shí)也發(fā)揮著重要的作用,例如控制編碼DNA何時(shí)開始進(jìn)行蛋白質(zhì)合成(基因表達(dá))。對(duì)于一只雄性草原田鼠,如果含有一段較長(zhǎng)序列的這種微衛(wèi)星基因(也即這只“田鼠先生”的大腦中擁有更多的加壓素受體),它就會(huì)成為“忠實(shí)的伴侶”。而那些只擁有一小段微衛(wèi)星基因的雄性田鼠就會(huì)變成“花花公子”。類似的差異也被證實(shí)存在于人類之間。瑞典研究人員分析了近2000名成年人的基因圖譜,并詢問(wèn)了他們與伴侶的關(guān)系。與草原田鼠略有不同的是,該項(xiàng)研究結(jié)果顯示,擁有兩個(gè)重復(fù)拷貝的某一段特定的加壓素受體基因的男性在近一年中都出現(xiàn)過(guò)婚姻危機(jī),而那些沒(méi)有或只擁有一段這樣基因的男性則擁有更穩(wěn)定的伴侶關(guān)系。

拉里·揚(yáng)的研究小組還在另一個(gè)領(lǐng)域更為深入地探索了造成這種忠誠(chéng)差異的另一個(gè)主要原因——幼年經(jīng)歷。在拉里·揚(yáng)的實(shí)驗(yàn)室中,研究生凱蒂·巴雷特正在進(jìn)行一項(xiàng)伴侶選擇實(shí)驗(yàn),這也是草原田鼠實(shí)驗(yàn)中的一項(xiàng)經(jīng)典的偏好性選擇實(shí)驗(yàn)。具體來(lái)說(shuō)就是:在特制的“T”字型的實(shí)驗(yàn)籠舍中,一只雄性草原田鼠正在籠舍一端的小房間中等待著。穿過(guò)一條通道,另一端有兩個(gè)并排的小室,一間住著這只雄性田鼠的伴侶雌鼠,另一間住著雄鼠完全陌生的一只雌鼠。盡管雄鼠有機(jī)會(huì)與兩只雌鼠共處,但這位“忠誠(chéng)的先生”明顯更愿意與自己的伴侶待在一起。

通過(guò)這類實(shí)驗(yàn),巴雷特發(fā)現(xiàn),如果將草原田鼠的幼崽與“父母”隔離,使得它們無(wú)法得到足夠的群體交流,例如來(lái)自“母親”的舔毛、梳理等(這些行為可以促進(jìn)幼鼠催產(chǎn)素的分泌),那么,這些幼鼠在成年后就會(huì)在一定程度上出現(xiàn)異常的社群行為,包括無(wú)法與伴侶建立起良好的關(guān)系。但需要注意的是,只有當(dāng)這些幼鼠大腦“獎(jiǎng)勵(lì)區(qū)域”中催產(chǎn)素受體密度較低時(shí),這種糟糕的伴侶關(guān)系才會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。

雖然早前的研究表明,催產(chǎn)素對(duì)雌性田鼠行為的影響作用要強(qiáng)于對(duì)雄性的影響,但現(xiàn)今的研究則表明,不論對(duì)于哪種性別,早期催產(chǎn)素的分泌都可以促進(jìn)成年田鼠與伴侶間維持更加親密的關(guān)系。巴雷特目前正在測(cè)試一種可以刺激催產(chǎn)素分泌的藥物,以研究這種早期的藥物干預(yù)是否可以彌補(bǔ)田鼠成年后的行為差異。

從田鼠到人類

針對(duì)草原田鼠的研究,引發(fā)了一系列關(guān)于催產(chǎn)素與人類伴侶關(guān)系的討論,人們開始將這種激素稱為“愛(ài)情激素”。與此同時(shí),人類豐富的想象力還將這個(gè)話題擴(kuò)展到了各個(gè)方面,甚至還推出了一系列相關(guān)的產(chǎn)品。例如一種名為“信任液體”的芳香噴霧,里面就含有人工合成的催產(chǎn)素。這種噴霧還將市場(chǎng)專門定位在單身人群和銷售人員,意在讓聞到這種氣味的伴侶或顧客可以與前者維持長(zhǎng)久的關(guān)系。不過(guò),拉里·揚(yáng)覺(jué)得這些產(chǎn)品有些好笑,且不論這種噴霧是否產(chǎn)生作用,即便產(chǎn)生作用,也將是使用者更多地吸入這種激素。那么,最終結(jié)果到底是誰(shuí)對(duì)誰(shuí)的忠誠(chéng)呢?

拋開這些產(chǎn)品不提,草原田鼠的研究結(jié)果對(duì)于一些人類疾病的治療有著非常關(guān)鍵的幫助作用。拉里·揚(yáng)的另一個(gè)研究重點(diǎn)集中在如何通過(guò)基礎(chǔ)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn),探索和研究人類的社交障礙癥。其中,他最感興趣的是關(guān)于自閉癥的治療。自閉癥患者通常都不會(huì)主動(dòng)與他人互動(dòng),并且無(wú)法了解他人的情緒,這其實(shí)就是社群行為的異常性。拉里·揚(yáng)認(rèn)為,所有的這些社群行為都與催產(chǎn)素的刺激相關(guān)?,F(xiàn)在,人工合成的催產(chǎn)素正被應(yīng)用于自閉癥的治療實(shí)驗(yàn)中。

但是,也有科學(xué)家認(rèn)為,對(duì)于催產(chǎn)素的療效應(yīng)該保持足夠謹(jǐn)慎的態(tài)度??茖W(xué)家的另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),在發(fā)育中的大腦中置入催產(chǎn)素可能會(huì)影響成年后的伴侶行為,尤其對(duì)雄性田鼠的影響更為明顯。同時(shí),盡管現(xiàn)在的一些動(dòng)物研究(包括人類研究)都表明催產(chǎn)素可以促進(jìn)一些社群行為,但其他的一些研究則表明,這種影響也取決于個(gè)體差異以及環(huán)境因素。所以,有科學(xué)家指出,對(duì)激素的使用要非常小心,絕不能簡(jiǎn)單地將人類只看成是個(gè)頭大了很多的“田鼠”。

相比之下,拉里·揚(yáng)的另一項(xiàng)名為“悲傷治療”(對(duì)失去家人的親屬進(jìn)行的心理治療)的研究則獲得了更廣泛的認(rèn)可。他與一名德國(guó)同事正在研究當(dāng)草原田鼠失去伴侶后會(huì)發(fā)生怎樣的變化。在一個(gè)有關(guān)壓力的“強(qiáng)迫游泳”試驗(yàn)中,當(dāng)將草原田鼠放置于水中后,那些剛剛失去了伴侶的田鼠明顯更容易放棄在水中的掙扎,它們會(huì)消極地浮在水中,看起來(lái)毫不關(guān)心自己的生死。這種行為不但表示這些田鼠的壓力值明顯偏高,甚至表示它們處于“抑郁”狀態(tài)??茖W(xué)家認(rèn)為,當(dāng)動(dòng)物建立起長(zhǎng)期的伴侶關(guān)系后,它們往往會(huì)非常依賴對(duì)方,而當(dāng)失去這種伴侶關(guān)系后,它們的行為和情感就會(huì)發(fā)生明顯的變化。從進(jìn)化學(xué)的角度看,這種非適應(yīng)性其實(shí)是一種與“愛(ài)情”相關(guān)的疾病。

研究人員對(duì)那些失去了“親人”的田鼠的大腦進(jìn)行監(jiān)測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),它們大腦中的一種名叫“促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子”的化學(xué)物質(zhì)的含量明顯升高。而如果人為地阻斷這些田鼠大腦中的相關(guān)受體,它們的生活就會(huì)一切如常,而不會(huì)產(chǎn)生任何異常行為。這項(xiàng)研究可以幫助我們更多地了解抑郁癥的神經(jīng)學(xué)機(jī)理。

現(xiàn)在,拉里·揚(yáng)的科研小組還在不斷地、更加深入地探尋有關(guān)草原田鼠的秘密。隨著有關(guān)草原田鼠伴侶關(guān)系的各項(xiàng)研究不斷取得進(jìn)展,人類的情感奧秘之門也將一步步地打開。

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