实验中用到的混合形状硅胶模型(左)和幼鼠硅胶模型(右)。
面对幼崽,许多哺乳动物进化出了看似矛盾的行为。和人类一样,大多数动物表现出养育、保护行为,在某些情况下甚至会扮演代理父母的角色。然而,作为一种繁殖自己基因的策略,未交配的雄性通常会杀婴。那这些相互冲突的社会行为是如何被控制的?12月13日发表在《细胞》杂志上的研究表明,小鼠这种极端行为之间的转变是由信息素和新生幼鼠发出的多感官信号共同决定的。
英国伦敦大学学院、塞恩斯伯里康中心和美国哈佛大学的研究人员利用新型硅胶幼鼠模型和基因操纵的信息素信号,确定了雄性和雌性小鼠如何识别幼鼠并产生社会行为,探讨了相同的信号或不同的现象是否会导致养育行为和未交配雄鼠的杀婴行为。
犁鼻器(VNO)是小鼠的一种特殊嗅觉系统,能够感知与社会行为有关的信息素。通过基因敲除VNO中的特定亚型受体,研究人员将攻击幼鼠的未交配雄鼠转变为有养育行为的成年雄鼠。“有趣的是,敲除VNO的功能只会消除攻击行为,而不会消除养育行为。”塞恩斯伯里康中心和美国的组长Isogai说。这意味着小鼠仍然能够获得引发养育行为的线索,因此,即使杀婴行为和养育行为的线索有重叠,也存在差异。
最初,研究人员提出,幼崽特有的信息素会引发特定的成年行为,然而,系统的搜索没有发现任何这类化合物。这与一个事实是相符的:仅用幼鼠信息素刺激未交配雄鼠,并不会诱发攻击性。通过将行为分析与质谱分析相结合,研究人员发现雄鼠能够识别雌鼠唾液和血液中的特定分子,并将其作为攻击性的关键刺激因素。
研究小组随后探究了其他感官线索是否有助于识别幼崽。他们开发了不同形状的硅胶树脂模型,包括砖形、斑点、混合形状和一个真实的幼鼠模型。结果发现,雄性只对真实的幼鼠模型做出反应,这表明幼鼠的形态特征和信息素为成年雄鼠提供了重要的社会线索。即使幼鼠硅胶模型不会动,也没有限制雄鼠的攻击行为,这一点也得到了观察结果的支持,即未交配雄鼠会攻击死去的幼崽。
这项研究增进了我们对动物如何识别社会线索并将这些信息转化为社会行为的理解。小鼠的养育行为和杀婴行为是天生的,且人们认为社会线索识别的基础回路可能是保守的,因此,这些研究有一天可能帮助我们理解人类如何识别其他个体中多样的社会信息。
Isogai实验室的下一个难题是确定动物的特定特征(如信息素和形态特征)是如何被大脑结合成社会信息的。科学家们还希望确定当雄性小鼠成为父亲后,它们的大脑会发生什么变化。
编译:花花
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