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草原田鼠也許是最感性的生物,它們也會寵愛孩子,吊念親人離世

草原田鼠的「伴侶行為」

在我們普通人看來,擁有一對閃閃發亮的大眼睛的草原田鼠就像一種可愛的卡通生物。而在拉里·揚等科學家的眼中,它們的身體中卻隱藏著一把「鑰匙」,可以用來揭示人類最溫柔、最神秘的情感:為什麼人類會關心自己的伴侶,寵愛自己的孩子,哀悼親人的離世?在英文中,將田鼠的名字——「vole」重新排列,你便會發現,這四個字母組合成了一個我們最熟悉不過的單詞——「love」(愛)。

忠誠的草原田鼠伴侶

草原田鼠在親緣關係上與旅鼠接近,而外形則酷似倉鼠。與其他同屬於嚙齒動物的「親戚」相比,草原田鼠顯示出一系列與人類相似的高級社會行為。其中最顯著的一個特徵是:與97%的哺乳動物不同,草原田鼠是標準的「一夫一妻制」。

它們在找到伴侶後會維持長久的親密關係,通常會持續一生,就像人類的婚姻一樣。當一隻雄性田鼠與一隻雌性田鼠相遇後,雄鼠會通過特定的行為,促使雌鼠進入發情周期,然後交配產仔。在交配期間及之後的幾個小時後,一些重要的原因讓這兩隻田鼠決定它們要永遠地生活在一起,而這也正是這種嚙齒動物成為生物學中一個較新的研究對象的原因。此外,與大多數哺乳動物不同,雄性田鼠不會在幼崽出生後轉身離去,相反,它們會主動承擔起照顧後代的責任。雌性田鼠顯然也很贊同這一點,它們甚至會在「丈夫」偷懶時,猛扯其後頸,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」最早引起科學家興趣的時間是20世紀70年代。當哺乳動物學家洛厄爾·蓋茨在美國一所大學教學時,曾在周邊的苜蓿牧場進行過一次動物種群普查研究。在這次常規普查中,他注意到了不同尋常的事情:一對草原田鼠掉進一個誘捕陷阱中被捕獲;數月後,被研究人員釋放的這對草原田鼠「夫婦」再次被同時捕獲。像這樣被成雙成對捕獲的草原田鼠的數量,在研究人員捕獲的草原田鼠總數中佔到了12%。而在其他種類的田鼠中,這個比例僅為2%。

為了更深入地研究這種小動物,洛厄爾·蓋茨為12對草原田鼠安裝了微型無線電項圈,追蹤它們在草場中的行跡。結果發現,在這12對「田鼠夫妻」中,有11對一直共同生活在地下的窩巢中,只有一對在幾個「家」中擁有不同的伴侶。在其他嚙齒動物中,這種長時間共同生活在一起的現象幾乎是聞所未聞的。

驚訝之餘,洛厄爾·蓋茨帶著他的研究結果找到了他的同事——研究倉鼠內分泌學的科學家蘇·卡特,後者也對草原田鼠伴侶間的親密關係以及它們如何維持長期的伴侶關係充滿興趣。他們想搞清楚的是:到底是什麼原因,使得草原田鼠間的「依戀」如此緊密?一對田鼠又是如何開始發展伴侶關係的?他們最終將目光集中在一種被叫作「催產素」的激素上。

催產素一直被認為與分娩、母子親情以及社交認知等動物的情感及認知能力相關。而對於草原田鼠,研究人員則發現,催產素的作用不再僅僅是為了維繫母親與幼崽之間的關係,雌雄間的交配行為也可以促使雌性體內的催產素的釋放。而這種激素正是使得雌性與伴侶之間關係更加親密的關鍵。相關的研究還表明,在給雌性草原田鼠的大腦中注射催產素後,它們會更願意與伴侶緊緊偎依在一起,並且會與雄性個體維繫更緊密的伴侶關係;而另一種名叫「加壓素」的激素,則會促進雄性田鼠形成更親密的伴侶關係。

」加壓素「

更讓研究人員興奮的是,草原田鼠還有一個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。通過對這兩種生物的對比研究,科學家發現,與伴侶關係冷淡的草甸田鼠不同,草原田鼠大腦中的催產素及加壓素受體(受體是指位於細胞表面或細胞內,可以與特定激素相結合的蛋白物質)與負責「獎勵及成癮」的大腦區域存在特定的關聯。因此,草原田鼠會將交配行為所獲得的「獎勵」,例如成功繁殖後代,與特定的伴侶相關聯,就像上癮一般,為對方深深著迷。

「忠誠」背後的生物學秘密

拉里·揚同樣被這些有關草原田鼠伴侶關係的研究所吸引。主修分子生物學的拉里·揚曾研究過鞭尾蜥的性別偏移現象——其體內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迴轉換。拉里·揚還發現,通過注射特定的激素,也可以促使這種行為發生變化。

與之前的研究工作相似,拉里·揚和他的同事們也希望通過比較草原田鼠和草甸田鼠這兩種生物,揭示隱藏於草原田鼠「一夫一妻制」背後的神經及分子生物學原理。

在一項實驗中,拉里·揚等人將負責合成加壓素受體蛋白的一段基因序列注入一種病毒內,然後將攜帶有這個基因片段的病毒注射進草甸田鼠(原本不具有「伴侶」行為)的大腦中的「獎勵中樞」區域。這種研究方法的關鍵在於,觀察由病毒帶入的外來基因是否會改變草甸田鼠的行為模式,產生與草原田鼠一樣的伴侶行為。結果表明,這種變化確實發生了。草甸田鼠之間確實出現了更為緊密的伴侶關係。從行為學的角度來看,拉里·揚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保持「一夫一妻制」的伴侶關係,但與人類相似,有些草原田鼠也會對伴侶不忠。這種不忠的行為意味著一些雄性田鼠會撫養「別人的孩子」。數據顯示,約有10%的幼鼠的親生父親並不是雌鼠的那位長期伴侶。此外,它們還擁有另一個與人類相仿的特徵:有些雄性草原田鼠並不願擁有長期穩定的伴侶關係,也存在不受「婚姻」約束的個體——「花花公子」。

拉里·揚廣為人知的另一個研究成果正是與這種差異相關。他發現了一段與加壓素受體相關的微衛星基因。微衛星基因一般是指由不斷重複的短小單元(一般為2~6個鹼基)組成的一段DNA序列,這種重複的基因序列在很長一段時間內被科學家認為是無用的「垃圾DNA」,即不參與編碼蛋白質的無用的DNA片段。但越來越多的研究表明,這些「垃圾DNA」其實也發揮著重要的作用,例如控制編碼DNA何時開始進行蛋白質合成(基因表達)。對於一隻雄性草原田鼠,如果含有一段較長序列的這種微衛星基因(也即這隻「田鼠先生」的大腦中擁有更多的加壓素受體),它就會成為「忠實的伴侶」。而那些只擁有一小段微衛星基因的雄性田鼠就會變成「花花公子」。類似的差異也被證實存在於人類之間。瑞典研究人員分析了近2000名成年人的基因圖譜,並詢問了他們與伴侶的關係。與草原田鼠略有不同的是,該項研究結果顯示,擁有兩個重複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過婚姻危機,而那些沒有或只擁有一段這樣基因的男性則擁有更穩定的伴侶關係。

拉里·揚的研究小組還在另一個領域更為深入地探索了造成這種忠誠差異的另一個主要原因——幼年經歷。在拉里·揚的實驗室中,研究生凱蒂·巴雷特正在進行一項伴侶選擇實驗,這也是草原田鼠實驗中的一項經典的偏好性選擇實驗。具體來說就是:在特製的「T」字型的實驗籠舍中,一隻雄性草原田鼠正在籠舍一端的小房間中等待著。穿過一條通道,另一端有兩個並排的小室,一間住著這隻雄性田鼠的伴侶雌鼠,另一間住著雄鼠完全陌生的一隻雌鼠。儘管雄鼠有機會與兩隻雌鼠共處,但這位「忠誠的先生」明顯更願意與自己的伴侶待在一起。

通過這類實驗,巴雷特發現,如果將草原田鼠的幼崽與「父母」隔離,使得它們無法得到足夠的群體交流,例如來自「母親」的舔毛、梳理等(這些行為可以促進幼鼠催產素的分泌),那麼,這些幼鼠在成年後就會在一定程度上出現異常的社群行為,包括無法與伴侶建立起良好的關係。但需要注意的是,只有當這些幼鼠大腦「獎勵區域」中催產素受體密度較低時,這種糟糕的伴侶關係才會顯現出來。

雖然早前的研究表明,催產素對雌性田鼠行為的影響作用要強於對雄性的影響,但現今的研究則表明,不論對於哪種性別,早期催產素的分泌都可以促進成年田鼠與伴侶間維持更加親密的關係。巴雷特目前正在測試一種可以刺激催產素分泌的藥物,以研究這種早期的藥物干預是否可以彌補田鼠成年後的行為差異。

從田鼠到人類

針對草原田鼠的研究,引發了一系列關於催產素與人類伴侶關係的討論,人們開始將這種激素稱為「愛情激素」。與此同時,人類豐富的想像力還將這個話題擴展到了各個方面,甚至還推出了一系列相關的產品。例如一種名為「信任液體」的芳香噴霧,裡面就含有人工合成的催產素。這種噴霧還將市場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久的關係。不過,拉里·揚覺得這些產品有些好笑,且不論這種噴霧是否產生作用,即便產生作用,也將是使用者更多地吸入這種激素。那麼,最終結果到底是誰對誰的忠誠呢?

拋開這些產品不提,草原田鼠的研究結果對於一些人類疾病的治療有著非常關鍵的幫助作用。拉里·揚的另一個研究重點集中在如何通過基礎的動物實驗,探索和研究人類的社交障礙症。其中,他最感興趣的是關於自閉症的治療。

自閉症患者通常都不會主動與他人互動,並且無法了解他人的情緒,這其實就是社群行為的異常性。拉里·揚認為,所有的這些社群行為都與催產素的刺激相關。現在,人工合成的催產素正被應用於自閉症的治療實驗中。

但是,也有科學家認為,對於催產素的療效應該保持足夠謹慎的態度。科學家的另一項研究發現,在發育中的大腦中置入催產素可能會影響成年後的伴侶行為,尤其對雄性田鼠的影響更為明顯。同時,儘管現在的一些動物研究(包括人類研究)都表明催產素可以促進一些社群行為,但其他的一些研究則表明,這種影響也取決於個體差異以及環境因素。所以,有科學家指出,對激素的使用要非常小心,絕不能簡單地將人類只看成是個頭大了很多的「田鼠」。

相比之下,拉里·揚的另一項名為「悲傷治療」(對失去家人的親屬進行的心理治療)的研究則獲得了更廣泛的認可。他與一名德國同事正在研究當草原田鼠失去伴侶後會發生怎樣的變化。在一個有關壓力的「強迫游泳」試驗中,

強迫游泳實驗

當將草原田鼠放置於水中後,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,它們會消極地浮在水中,看起來毫不關心自己的生死。這種行為不但表示這些田鼠的壓力值明顯偏高,甚至表示它們處於「抑鬱」狀態。科學家認為,當動物建立起長期的伴侶關係後,它們往往會非常依賴對方,而當失去這種伴侶關係後,它們的行為和情感就會發生明顯的變化。從進化學的角度看,這種非適應性其實是一種與「愛情」相關的疾病。

研究人員對那些失去了「親人」的田鼠的大腦進行監測。結果發現,它們大腦中的一種名叫「促腎上腺皮質激素釋放因子」的化學物質的含量明顯升高。而如果人為地阻斷這些田鼠大腦中的相關受體,它們的生活就會一切如常,而不會產生任何異常行為。這項研究可以幫助我們更多地了解抑鬱症的神經學機理。

現在,拉里·揚的科研小組還在不斷地、更加深入地探尋有關草原田鼠的秘密。隨著有關草原田鼠伴侶關係的各項研究不斷取得進展,人類的情感奧秘之門也將一步步地打開。


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