探索行为是动物的基本性格特征之一,这些特征会影响它们的生存概率等。例如,与更谨慎的同类相比,好奇的个体可以栖息在其栖息地的不同区域。但与此同时,它们也面临更大的被发现和吃掉的风险。
探索行为是进化的一个因素
非洲坦噶尼喀湖的慈鲷在形状、饮食、栖息地和颜色方面表现出非凡的多样性。这使它们能够栖息在不同的生态位中,因此彼此之间的竞争较少。研究人员长期以来一直怀疑好奇心也是新物种形成的驱动因素,因此也是生物多样性的驱动因素。现在,由巴塞尔大学 Walter Salzburger 教授领导的研究小组以坦噶尼喀湖极其多样化的慈鲷为例,研究行为差异在适应不同生态位中的作用。
总共九个月的时间里,第一作者 Carolin Sommer-Trembo 博士在赞比亚坦噶尼喀湖南岸记录了 57 种不同慈鲷的“探索行为”。为此,这位动物学家拍摄了视频,记录了在湖中捕获的大约 700 条慈鲷在大型实验池塘的新环境中的行为。然后她将这些动物放归野外。
回到巴塞尔后,索默-特雷博利用这些视频确定了每条鱼在 15 分钟内探索了实验池塘的哪些区域。这位进化生物学家说:“总体而言,慈鲷物种之间的探索行为存在很大差异,这些差异也在实验室条件下得到了证实。”对数据的详细分析表明,探索行为与慈鲷物种的栖息地和体形之间存在很强的相关性。例如,生活在岸边、体形笨重的物种比生活在开阔水域的细长物种更好奇。“这让我们重新关注动物行为,将其作为关键进化过程背后的驱动力,”索默-特雷博说。
特定的突变使鱼更加好奇
为了研究慈鲷行为差异的遗传基础,研究小组与伯尔尼大学的米兰·马林斯基博士合作,开发了一种分析现有基因组的新方法,使他们能够比较不同物种的数据。
研究人员利用新方法,发现了慈鲷基因组中的一个基因变异,它与探索行为呈现出近乎完美的相关性:DNA 中这个特定位置上带有“T”的物种好奇心强,而带有“C”的物种探索性较差。
当研究人员使用“基因剪刀”CRISPR-Cas9在基因组的相应区域诱导靶向突变时,鱼类的探索行为发生了变化——它们变得更加好奇。此外,该团队能够利用人工智能和有关基因变异、身体结构和栖息地的信息来预测最初尚未对其探索行为进行研究的慈鲷物种的探索行为。
对人类行为有何影响?
研究人员发现的基因变异位于cacng5b基因附近,该基因在大脑中表现出活性。这是在其他脊椎动物中也发现的基因的“可疑”版本。例如,人类变异与精神分裂症和躁郁症等精神疾病有关,而这些疾病又可能与人格障碍有关。
“我们感兴趣的是性格特征如何影响动物界的生物多样性机制,”索默-特伦博说。“但谁知道呢:最终,我们也许还能了解到一些关于我们自己性格的基础。”
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