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基因按钮 足以乱性


http://www.sina.com.cn 2005年07月31日14:24 信息时报

  近年,不少生物学家致力寻找影响同类动物社交行为的基因,据《纽约时报》介绍,最近科学家已从蛔虫、苍蝇、老鼠和田鼠等实验动物身上,发现约30种社会行为基因。尽管在致病基因等研究上,科学家普遍认为动物实验结果能相对直接地应用于人类身上,但他们对能否把动物行为基因实验结果推而广之,则有保留。虽然如此,了解动物社交行为背后的基因原理,肯定对解释人类行为的差异有一定的帮助。

  时报综合报道

  今年6月,研究人员发表报告,介绍行为基因对蛔虫和果蝇求偶行为的影响。过去科学家已发现有一种基因能提高雄性草地田鼠对雌性草地田鼠的忠诚度,并成为一位好父亲,研究人员最近发现了这种基因在草地田鼠群中的天然分布,衍生出“一夫二妻”以至“一夫多妻”等不同交配模式,这些模式在不同生态环境下各有优点。

  特别基因控制雄性求偶行为

  此外,生物学家也从果蝇身上发现一种基因,能够控制雄性果蝇作出一连串精细的求偶行为,这种无后基因(fruitlessgene)在雄性和雌性果蝇身上会发挥不同作用。

  科学界现在仍未清楚了解社会行为基因的作用,因为这种基因与脑部的神经线路有密切关系,这些线路往往会被特定环境因素启动。哈佛大学学者迪拉克发现,雄性老鼠的鼻子有一种探测气味的特别组织犁鼻器(vomeronasalcell),他们会凭着一种名为资讯素(pheromones)的空气传播荷尔蒙,判断对其他老鼠的行为。雄性老鼠对待同类的原则十分简单,倘对方是雄性就进行攻击,倘对方是雌性则尝试交配。但经基因改造后,犁鼻器细胞被阻塞的雄性老鼠会尝试与雄性同类交配,而非攻击他们。

  尽管老鼠可透过听学和视觉等其他途径分辨同类性别,但判别雌性老鼠以进行交配的功能却古怪地由另一组神经路线控制,而这路线正是由犁鼻器启触动,科学家对发现大感惊讶。

  但目前为止科学界最惊人的行为基因发现,来自果蝇的高层次基因无后基因,倘雄性身上的无后基因被破坏,他们会失去对异性的兴趣,改为追求同性。雄性果蝇求偶行为的复杂性,对这种体型细小的动物来说实在有点匪夷所思,它先会尝试接近异性,以前脚轻碰对方,并振动翅膀向雌性果蝇“大唱情歌”,然后舔她并卷起腹部准备交配,倘成功打动芳心,雌性果蝇会放慢下来接受对方的交配提议,否则“她”会大力拍动翅膀,嗡嗡作响。

  基因变化颠倒雌雄行为

  研究人员数年前发现,雄性果蝇的这些行为全由无后基因控制,果蝇脑中特定的神经组织能启动无后基因,无后基因的成分组合则由邻近DNA中的启动区(promoter)控制。

  科学家目前已发现4个无后基因运动区,其中3个在雌雄果蝇身上的作用并无分别,但第4个启动区则会为雄性和雌性果蝇选择不同成分组合,制造不同的蛋白质,这种差别正是雄性果蝇可以按步就班进行整个求偶程序的原因。

  上月奥地利科学院的迪克森通过实验证明了上述理论。他利用基因改造技术令雄性果蝇制造雌性果蝇特有的无后蛋白质(fruitlessprotein),再让雌性果蝇体内产生雄性果蝇的无后蛋白质。结果发现,基因被改造的雄性果蝇会对雌性果蝇失去兴趣,不再有求偶行为,但那些被改造的雌性果蝇会对却会积极地追求其他雌性果蝇,而且能够做出雄性果蝇求偶时几乎所有步骤,当然它们无法完成交配的最后一步。

  究竟雄性果蝇特有的这种无后蛋白质是如何控制如此复杂的求偶行为呢?迪克森及其同僚发现,无后蛋白质是由果蝇脑部21束神经元产生,这些神经元可能连结成线路,指导雄性果蝇如何规规矩矩地做好求偶每个步骤。

  但出乎意科的是,雌性果蝇亦有相同的神经线路。因此,科学家认为这些神经线路是由雄性果蝇身上特有的无后基因启动,但科学界仍要对此进行深入研究。

  无后基因是果蝇交配行为的按钮,科学家已知道其他动物身上也存在类似基因,控制眼睛或其他器官的形成,但目前尚未清楚是否所有行为和器官的组成都是由一个基因按钮控制,管理较低层次的基因网络。

  行为基因与环境互相影响

  尽管科学家喜欢专注研究特定基因,但他们发现对行为研究而言,生物的基因组与其环境是紧密联系的,两者有互动关系。其中一个例子是,蜜蜂担任育幼蜂和工蜂的时间长短,会因应蜂巢内工蜂数量的多少而调节,一般而言,成年蜜蜂会花头2~3周担任育幼蜂,部分育幼蜂就会提早转换角色,成为工蜂;当蜜蜂社群老化时,部分育幼蜂会自动延长自己的“任期”。

  伊利诺大学蜜蜂研究专家鲁宾逊指出,蜂巢内存有特定的机制决定蜜蜂的分工,这种机制会启动蜜蜂脑部不同的基因组合,使之成为育幼蜂或工蜂。

  另一个例子是老鼠的母爱行为。如果幼鼠出生后第一周得到母鼠不断地舔舐,它们长大后就不会“胆小如鼠”,在压力下的表现较其他缺乏母爱的幼鼠为佳。加拿大麦基尔大学的米尼认为,如果幼鼠得到母鼠大量的关爱,其脑部一个基因会出现永久性化学变化,因而能够产生更多物质抑制大脑的紧张反应。

  未必适用人类

  科学家们迄今发现的基因好像都是按照不

  同的方式行动。要想说清任何一种基因发挥作用的普遍规律都很难。

  “要下结论的话,现在还早。我们手上没有足够的信息发展出一套理论。”科学家评论说。

  一说到动物基因会影响它们的行为,人们不禁会联想到自己是否也一样会受影响?人类的基因到底怎样影响他们的行为?美国亚特兰大爱默瑞大学的学者杨格专门研究田鼠的社会行为。他说,对于人类而言,诸如爱抚婴儿、母爱和性行为都有可能由基因塑造形成。当然除此之外,每个人的经历也是他们各自不同行为的一个因素。

  杨格还说:“基因为我们提供了各种行为的动机背景,人与人基因的不同也可能解释了不同性格的存在原因。但是不管怎么说,我们的行为还是受到了外界环境因素的很大影响。”

  科学家当然非常想知道基因对人类行为究竟有什么具体的影响。但是如果想在人的身上做类似于果蝇的实验将是致命的,所以这些实验不可能完成。“对于人类来说,要证实关于基因的任何作用都是非常困难的。”哈佛大学的杜拉克博士说,“人类不是一个很好的实验对象。”(来源:信息时报)


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