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一夫一妻行為疑為基因「作怪」

2019/1/11 — 12:43

《鹿鼎記》劇照

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一夫一妻可能會被視為文化產物。不過,最新刊於《美國國家科學院期刊》的研究就指出,單配偶行為可能是由基因活動引致。

繁殖是生物存亡的關鍵,而單配偶制度就讓動物更易繁殖和保護下一代。生物學家已知部份生物都有單配偶行為。美國德州大學神經科學家 Hans Hofmann 及演化生物學家 Rebecca Young 希望可以了解一些非單配偶物種演化成單配偶物種時,腦部基因活動的改變。他們猜想會否有一套獨特基因會抑制多伴侶行為,同時延長單一配偶關係。

一般此類研究都會挑選較為相近的物種,例如不同猩猩物種的基因。不過,Hofman 及 Young 就更提出一個更瘋狂的想法:比較數個物種,包括蛙類、鼠類、野鼠類、雀類和鳥類內,各組物種中的單配偶和多配偶生物的雄性基因組,希望從中找出引致單配偶行為的基因組合。

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研究隊伍為搜集這類數據可謂不遺餘力,不僅要經過羅馬尼亞極為繁複的捕獵許可申請,和面對官員多番質問捕捉雀鳥原因等情況,Hofmann 更需親自潛水,捕捉只有手指般大小的鯛魚,並在搖擺不定的船上,小心翼翼地解剖腦部組織。努力搜集樣本後,研究人員開始根據 10 個物種基因序列相似度分組處理。他們再從每組中,以細胞轉譯 DNA 至 RNA ,也就是製作蛋白質的數量,評估基因活動量。

研究人員發現單配偶生物都有共通點,就是活動增加的基因組均與神經系統發育、細胞傳訊、學習和記憶相關。研究隊伍估計,這類與單配偶行為相關的基因,有機會使動物更易認得伴侶,以及會因為伴侶出現而感到高興。也就是說, 此類基因組可能與單配偶行為相關。不過,眾多種有單配偶行為的動物中,毒箭蛙品種 Ranitomeya imitator 的部份基因卻不如其他單配偶動物般增加,而是減少。Young 相信,這可能是因為雄性 R. imitator 可能早已演化出照顧下代的能力,之後才由其他基因導致單配偶行為出現。

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未有參與研究的行為生物學家 Claudio Mello 對大致同意基因會影響腦部發育和功能,並且與單配偶行為相關,但他也同時指出,受制於採集樣本和 RNA 分析方法,研究未能準確描述出影響生育行為的關鍵基因。Mello 認為,憑此並不足以指出基因能解釋單配偶行為的出現。另一位發展基因學家 Lisa Stubbs 也持類似意見,認為研究作者未有揭開單配偶的重要生物學因素。研究人員亦坦言人類單配偶行為有機會也受複雜社會和文化因素影響,現時未能肯定人類跟這些動物會否擁有類似基因活動,但相信兩者應該有關。

現時研究指出細胞傳訊、神經系統發展、學習和記憶相關基因與單配偶行為可能有關,而未來研究則需嘗試找出直接證據,且找出相關的獨特基因序列組,確認它們能導致動物表現出單配偶行為。

來源:
Science, Monogamy may have a telltale signature of gene activity, 7 January 2019

報告:
Young, R.L., Ferkin, M.H., Ockendon-Powell, N.F., Orr, V.N., Phelps, S.M., Pogány, A., Hofmann, H.A. (2019). Conserved transcriptomic profiles underpin monogamy across vertebrates. PNAS, published ahead of print, DOI: 10.1073/pnas.1813775116

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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