將野生動物轉變為寵物的基因

類別: 新奇
HW@ 2018.08.09 , 16:00
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將野生動物轉變為寵物的基因

作者:Neel V. Patel

將野生動物轉變為寵物的基因
Credit:HW

曾有一位智者提出過一個問題:what does the fox say? 顯然,say的可能是有關野生動物馴化的事情。感謝蘇聯時期進行的繁殖實驗,現在的研究人員已經對基因進行了新的研究,這些基因決定了狐狸和其他犬類如何從狩獵中的咄咄逼人的夥伴轉變為可愛友好、不太介意久坐不動的賣萌的夥伴。

這項研究於週一發表在《自然生態學與進化論》上,始於1959年,當時一位名叫德米特里·貝利亞耶夫的俄羅斯科學家決定發起一項雄心勃勃的專案,以瞭解狗是如何從狼群中馴化下來並讓它們變得溫順的特性。貝利亞耶夫懷疑狗的行為和態度是可遺傳的。所以他決定開始養狐狸 - 很多狐狸 - 看看他是否可以複製狼到狗的轉變。

貝利亞耶夫搞了一群銀狐(銀色皮毛的紅狐狸),並開始培養最友好、最溫順的個體。在這種情況下,溫順主要是指那些沒有攻擊將手指插入籠子的人的那些。每個後代的最溫順的那些都彼此交配繁育,最終它們的後代開始積極地尋找人類並表現出感情的跡象。它們甚至開始馴養狗的一些標誌性生物特徵,如捲曲的尾巴和鬆軟的耳朵。(是的,有些人已經把它們當作寵物了。)

與此同時,貝利亞耶夫和他的團隊還培育了另一批銀狐,這些銀狐被選中用於培養攻擊等行為,攻擊並向任何接近他們的人咆哮。40多代後,該專案培育出了兩條與那些溫順的截然不同的侵略性狐狸。

“紅狐馴化實驗提供了一個重現狗馴化歷史和鑑定馴化基因的絕佳機會,因為馴化本身就是通過對行為的選擇來完成的,”哥本哈根大學教授兼論文合著者張國捷說道。因此,在2010年,他和同事決定對紅狐基因組進行測序,以確定哪種型別的基因對馴化最為重要。正是這兩組俄羅斯狐狸,再加上第三批代表更為中立的行為的狐狸構成了這項新研究的重點。

張教授和團隊為紅狐製作了一個參考基因組,並對10只溫順狐狸、10只攻擊性狐狸和10只常規狐狸的基因組進行了測序。他們確定了103個遺傳區域,其中3個區域之間差異最大。教授說,大多數這些基因與行為或免疫功能有關。這些區域中約有45個與已知調節狗馴化的區域重疊,而另外30個區域已經與紅狐的馴化或侵略性有關。

特別是有一個基因激起了團隊的興趣:SorCS1,位於一個管理行為特徵的地方。“這個基因是人工選擇的最佳基因之一,因為在不同群體之間存在顯著差異,”張教授說。也許最有趣的是,“這種基因的功能之前已被充分研究過,並且已被揭示與許多人類的行為障礙相關,如自閉症和阿爾茨海默氏症。” 最近一項關於小鼠的研究發現,SorCS1在神經元訊號傳導中發揮作用,這可以解釋為什麼它會影響行為和氣質。“因此,這種基因極有可能在狐狸的馴服或攻擊選擇中發揮關鍵作用。”

該團隊通過觀測近1600只狐狸對人類觀察者的反應來測試這一理論,然後將這種行為與每隻狐狸攜帶的SorCS1版本進行比較,最終發現狐狸的馴服或攻擊性行為或多或少與擁有的SorCS1相關。溫順狐狸的基因版本在攻擊性和傳統狐狸中都不存在,而在攻擊性狐狸中占主導地位的不同版本的基因在其他種群中非常罕見。

這項新研究是近60年來一直在進行的專案的一個非常重要的里程碑,但結果本身不應被視為基因或基因區域明確決定犬類是否可以成為溫順或不溫順的寵物。“許多基因以複雜的方式相互作用,以調節行為特徵,”張教授說。例如,不同人種之間不同的一個遺傳區域與威廉氏症候群(維基:一種罕見的神經發育異常,一種對身體各部位皆有影響的發展障礙)相關,這種疾病在人類中會引起難以置信的外向和友好的個性。人們會期望這個性狀能夠出現在馴服的狐狸身上,但它卻反而出現在咄咄逼人的狐狸身上。另一方面,患有威廉氏症候群的人也會經歷高度焦慮。在狐狸中,焦慮會加劇對人類的恐懼,這總會導致激進的反應。追蹤從基因型到表型的路徑通常是一個可怕的糾結混亂的過程。

此外,“確定被表達的訊號是一項具有挑戰性的工作,因為單個基因上的表達訊號可能實際上非常弱,”張教授說。該團隊在深入識別和研究SorCS1方面取得了成功,但“我們並不期望通過這種比較可以識別所有個體基因,”張教授補充道。

儘管如此,研究結果表明,不僅不同物種的馴化行為可能通過相同的遺傳機制發揮作用,而且這種行為可以在幾代外部壓力下發生根本轉變。

本文譯自popsci,由譯者HW基於創作共用協議(BY-NC)釋出。

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