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草原田鼠也许是最感性的生物,它们也会宠爱孩子,吊念亲人离世 ...

草原田鼠的“伴侣行为”

在我们普通人看来,拥有一对闪闪发亮的大眼睛的草原田鼠就像一种可爱的卡通生物。而在拉里·扬等科学家的眼中,它们的身体中却隐藏着一把“钥匙”,可以用来揭示人类最温柔、最神秘的情感:为什么人类会关心自己的伴侣,宠爱自己的孩子,哀悼亲人的离世?在英文中,将田鼠的名字——“vole”重新排列,你便会发现,这四个字母组合成了一个我们最熟悉不过的单词——“love”(爱)。

忠诚的草原田鼠伴侣

草原田鼠在亲缘关系上与旅鼠接近,而外形则酷似仓鼠。与其他同属于啮齿动物的“亲戚”相比,草原田鼠显示出一系列与人类相似的高级社会行为。其中最显著的一个特征是:与97%的哺乳动物不同,草原田鼠是标准的“一夫一妻制”。

它们在找到伴侣后会维持长久的亲密关系,通常会持续一生,就像人类的婚姻一样。当一只雄性田鼠与一只雌性田鼠相遇后,雄鼠会通过特定的行为,促使雌鼠进入发情周期,然后交配产仔。在交配期间及之后的几个小时后,一些重要的原因让这两只田鼠决定它们要永远地生活在一起,而这也正是这种啮齿动物成为生物学中一个较新的研究对象的原因。此外,与大多数哺乳动物不同,雄性田鼠不会在幼崽出生后转身离去,相反,它们会主动承担起照顾后代的责任。雌性田鼠显然也很赞同这一点,它们甚至会在“丈夫”偷懒时,猛扯其后颈,提醒雄性田鼠做好自己的“本职工作”。

草原田鼠的这种“伴侣行为”最早引起科学家兴趣的时间是20世纪70年代。当哺乳动物学家洛厄尔·盖茨在美国一所大学教学时,曾在周边的苜蓿牧场进行过一次动物种群普查研究。在这次常规普查中,他注意到了不同寻常的事情:一对草原田鼠掉进一个诱捕陷阱中被捕获;数月后,被研究人员释放的这对草原田鼠“夫妇”再次被同时捕获。像这样被成双成对捕获的草原田鼠的数量,在研究人员捕获的草原田鼠总数中占到了12%。而在其他种类的田鼠中,这个比例仅为2%。

为了更深入地研究这种小动物,洛厄尔·盖茨为12对草原田鼠安装了微型无线电项圈,追踪它们在草场中的行迹。结果发现,在这12对“田鼠夫妻”中,有11对一直共同生活在地下的窝巢中,只有一对在几个“家”中拥有不同的伴侣。在其他啮齿动物中,这种长时间共同生活在一起的现象几乎是闻所未闻的。

惊讶之余,洛厄尔·盖茨带着他的研究结果找到了他的同事——研究仓鼠内分泌学的科学家苏·卡特,后者也对草原田鼠伴侣间的亲密关系以及它们如何维持长期的伴侣关系充满兴趣。他们想搞清楚的是:到底是什么原因,使得草原田鼠间的“依恋”如此紧密?一对田鼠又是如何开始发展伴侣关系的?他们最终将目光集中在一种被叫作“催产素”的激素上。

催产素一直被认为与分娩、母子亲情以及社交认知等动物的情感及认知能力相关。而对于草原田鼠,研究人员则发现,催产素的作用不再仅仅是为了维系母亲与幼崽之间的关系,雌雄间的交配行为也可以促使雌性体内的催产素的释放。而这种激素正是使得雌性与伴侣之间关系更加亲密的关键。相关的研究还表明,在给雌性草原田鼠的大脑中注射催产素后,它们会更愿意与伴侣紧紧偎依在一起,并且会与雄性个体维系更紧密的伴侣关系;而另一种名叫“加压素”的激素,则会促进雄性田鼠形成更亲密的伴侣关系。

”加压素“

更让研究人员兴奋的是,草原田鼠还有一个外表几乎相同的表亲——草甸田鼠,而这两种外形相似的物种恰恰具有完全不同的社群性。通过对这两种生物的对比研究,科学家发现,与伴侣关系冷淡的草甸田鼠不同,草原田鼠大脑中的催产素及加压素受体(受体是指位于细胞表面或细胞内,可以与特定激素相结合的蛋白物质)与负责“奖励及成瘾”的大脑区域存在特定的关联。因此,草原田鼠会将交配行为所获得的“奖励”,例如成功繁殖后代,与特定的伴侣相关联,就像上瘾一般,为对方深深着迷。

“忠诚”背后的生物学秘密

拉里·扬同样被这些有关草原田鼠伴侣关系的研究所吸引。主修分子生物学的拉里·扬曾研究过鞭尾蜥的性别偏移现象——其体内不停变化的激素量使得这种蜥蜴可以在雄性和雌性之间来回转换。拉里·扬还发现,通过注射特定的激素,也可以促使这种行为发生变化。

与之前的研究工作相似,拉里·扬和他的同事们也希望通过比较草原田鼠和草甸田鼠这两种生物,揭示隐藏于草原田鼠“一夫一妻制”背后的神经及分子生物学原理。

在一项实验中,拉里·扬等人将负责合成加压素受体蛋白的一段基因序列注入一种病毒内,然后将携带有这个基因片段的病毒注射进草甸田鼠(原本不具有“伴侣”行为)的大脑中的“奖励中枢”区域。这种研究方法的关键在于,观察由病毒带入的外来基因是否会改变草甸田鼠的行为模式,产生与草原田鼠一样的伴侣行为。结果表明,这种变化确实发生了。草甸田鼠之间确实出现了更为紧密的伴侣关系。从行为学的角度来看,拉里·扬等人成功地将草甸田鼠“变成了”草原田鼠。

有趣的是,虽然草原田鼠大多会保持“一夫一妻制”的伴侣关系,但与人类相似,有些草原田鼠也会对伴侣不忠。这种不忠的行为意味着一些雄性田鼠会抚养“别人的孩子”。数据显示,约有10%的幼鼠的亲生父亲并不是雌鼠的那位长期伴侣。此外,它们还拥有另一个与人类相仿的特征:有些雄性草原田鼠并不愿拥有长期稳定的伴侣关系,也存在不受“婚姻”约束的个体——“花花公子”。

拉里·扬广为人知的另一个研究成果正是与这种差异相关。他发现了一段与加压素受体相关的微卫星基因。微卫星基因一般是指由不断重复的短小单元(一般为2~6个碱基)组成的一段DNA序列,这种重复的基因序列在很长一段时间内被科学家认为是无用的“垃圾DNA”,即不参与编码蛋白质的无用的DNA片段。但越来越多的研究表明,这些“垃圾DNA”其实也发挥着重要的作用,例如控制编码DNA何时开始进行蛋白质合成(基因表达)。对于一只雄性草原田鼠,如果含有一段较长序列的这种微卫星基因(也即这只“田鼠先生”的大脑中拥有更多的加压素受体),它就会成为“忠实的伴侣”。而那些只拥有一小段微卫星基因的雄性田鼠就会变成“花花公子”。类似的差异也被证实存在于人类之间。瑞典研究人员分析了近2000名成年人的基因图谱,并询问了他们与伴侣的关系。与草原田鼠略有不同的是,该项研究结果显示,拥有两个重复拷贝的某一段特定的加压素受体基因的男性在近一年中都出现过婚姻危机,而那些没有或只拥有一段这样基因的男性则拥有更稳定的伴侣关系。

拉里·扬的研究小组还在另一个领域更为深入地探索了造成这种忠诚差异的另一个主要原因——幼年经历。在拉里·扬的实验室中,研究生凯蒂·巴雷特正在进行一项伴侣选择实验,这也是草原田鼠实验中的一项经典的偏好性选择实验。具体来说就是:在特制的“T”字型的实验笼舍中,一只雄性草原田鼠正在笼舍一端的小房间中等待着。穿过一条通道,另一端有两个并排的小室,一间住着这只雄性田鼠的伴侣雌鼠,另一间住着雄鼠完全陌生的一只雌鼠。尽管雄鼠有机会与两只雌鼠共处,但这位“忠诚的先生”明显更愿意与自己的伴侣待在一起。

通过这类实验,巴雷特发现,如果将草原田鼠的幼崽与“父母”隔离,使得它们无法得到足够的群体交流,例如来自“母亲”的舔毛、梳理等(这些行为可以促进幼鼠催产素的分泌),那么,这些幼鼠在成年后就会在一定程度上出现异常的社群行为,包括无法与伴侣建立起良好的关系。但需要注意的是,只有当这些幼鼠大脑“奖励区域”中催产素受体密度较低时,这种糟糕的伴侣关系才会显现出来。

虽然早前的研究表明,催产素对雌性田鼠行为的影响作用要强于对雄性的影响,但现今的研究则表明,不论对于哪种性别,早期催产素的分泌都可以促进成年田鼠与伴侣间维持更加亲密的关系。巴雷特目前正在测试一种可以刺激催产素分泌的药物,以研究这种早期的药物干预是否可以弥补田鼠成年后的行为差异。

从田鼠到人类

针对草原田鼠的研究,引发了一系列关于催产素与人类伴侣关系的讨论,人们开始将这种激素称为“爱情激素”。与此同时,人类丰富的想象力还将这个话题扩展到了各个方面,甚至还推出了一系列相关的产品。例如一种名为“信任液体”的芳香喷雾,里面就含有人工合成的催产素。这种喷雾还将市场专门定位在单身人群和销售人员,意在让闻到这种气味的伴侣或顾客可以与前者维持长久的关系。不过,拉里·扬觉得这些产品有些好笑,且不论这种喷雾是否产生作用,即便产生作用,也将是使用者更多地吸入这种激素。那么,最终结果到底是谁对谁的忠诚呢?

抛开这些产品不提,草原田鼠的研究结果对于一些人类疾病的治疗有着非常关键的帮助作用。拉里·扬的另一个研究重点集中在如何通过基础的动物实验,探索和研究人类的社交障碍症。其中,他最感兴趣的是关于自闭症的治疗。

自闭症患者通常都不会主动与他人互动,并且无法了解他人的情绪,这其实就是社群行为的异常性。拉里·扬认为,所有的这些社群行为都与催产素的刺激相关。现在,人工合成的催产素正被应用于自闭症的治疗实验中。

但是,也有科学家认为,对于催产素的疗效应该保持足够谨慎的态度。科学家的另一项研究发现,在发育中的大脑中置入催产素可能会影响成年后的伴侣行为,尤其对雄性田鼠的影响更为明显。同时,尽管现在的一些动物研究(包括人类研究)都表明催产素可以促进一些社群行为,但其他的一些研究则表明,这种影响也取决于个体差异以及环境因素。所以,有科学家指出,对激素的使用要非常小心,绝不能简单地将人类只看成是个头大了很多的“田鼠”。

相比之下,拉里·扬的另一项名为“悲伤治疗”(对失去家人的亲属进行的心理治疗)的研究则获得了更广泛的认可。他与一名德国同事正在研究当草原田鼠失去伴侣后会发生怎样的变化。在一个有关压力的“强迫游泳”试验中,

强迫游泳实验

当将草原田鼠放置于水中后,那些刚刚失去了伴侣的田鼠明显更容易放弃在水中的挣扎,它们会消极地浮在水中,看起来毫不关心自己的生死。这种行为不但表示这些田鼠的压力值明显偏高,甚至表示它们处于“抑郁”状态。科学家认为,当动物建立起长期的伴侣关系后,它们往往会非常依赖对方,而当失去这种伴侣关系后,它们的行为和情感就会发生明显的变化。从进化学的角度看,这种非适应性其实是一种与“爱情”相关的疾病。

研究人员对那些失去了“亲人”的田鼠的大脑进行监测。结果发现,它们大脑中的一种名叫“促肾上腺皮质激素释放因子”的化学物质的含量明显升高。而如果人为地阻断这些田鼠大脑中的相关受体,它们的生活就会一切如常,而不会产生任何异常行为。这项研究可以帮助我们更多地了解抑郁症的神经学机理。

现在,拉里·扬的科研小组还在不断地、更加深入地探寻有关草原田鼠的秘密。随着有关草原田鼠伴侣关系的各项研究不断取得进展,人类的情感奥秘之门也将一步步地打开。

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