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一夫一妻制的生理学机制

时间:2024-06-14 01:31来源:未知 作者:泉水 点击: 125次

总结: 研究人员发现,肾上腺中产生激素的细胞可以解释为什么老田鼠是一夫一妻制的,而它们的近亲却是滥交的。这种激素 20⍺-OHP 可促进养育行为,表明与一夫一妻制有关。这种被称为“无稽带”的细胞类型的发现凸显了人类育儿行为的潜在相似之处。

关键事实:

  1. 独特的细胞:一夫一妻制小鼠具有独特的肾上腺细胞类型,可产生20⍺-OHP。
  2. 行为影响:20⍺-OHP 可增加小鼠的养育行为。
  3. 人类联系:研究结果可能提供对人类父母行为和产后抑郁症治疗的见解。
 

源: 哥伦比亚大学

是什么让老田鼠终其一生都坚定不移地保持一夫一妻制,而其最亲近的啮齿动物亲戚却是滥交的?

答案可能是一种以前未知的激素生成细胞,根据哥伦比亚大学祖克曼研究所科学家今天在《自然》杂志上发表的一项新研究。

“这些细胞的激素实际上是几十年前在人类中首次发现的,但没有人真正知道它的作用,”哥伦比亚大学祖克曼研究所的首席研究员安德烈斯·本德斯基博士说。“我们发现它可以促进小鼠的养育,这让我们了解它可能在人类身上做什么。

这项新研究调查了两种小鼠。一种是北美最丰富的哺乳动物——鹿鼠(Peromyscus maniculatus),分布范围从阿拉斯加到中美洲。另一种是老田鼠(Peromyscus polionotus),生活在佛罗里达州和佐治亚州,体型稍小,体重约为13克,而鹿鼠的体重为18克。

100多年的研究表明,老鼠的行为方式截然不同。虽然鹿鼠是滥交的——即使是一窝幼崽也可以有四个不同的父亲——但老田鼠会终生交配。

然而,先前的工作也表明,这些物种是进化的兄弟姐妹,基于它们的头骨,牙齿和其他解剖学特征的相似性,以及它们的遗传学。为了找出为什么这些近亲小鼠的行为如此不同,科学家们检查了它们的肾上腺。

“这对器官位于腹部,产生许多对行为很重要的激素,”本德斯基博士说,他也是哥伦比亚大学生态学、进化和环境生物学助理教授。“这些包括肾上腺素等压力荷尔蒙,但也包括一些性激素。

这些小鼠的肾上腺被证明在大小上惊人地不同。在成年小鼠中,一夫一妻制小鼠的肾上腺大约是杂交小鼠的六倍(在调整了物种之间的体重差异后)。

“这些密切相关的物种之间内脏器官大小的这种非同寻常的差异是前所未有的,”本德斯基博士说。

对肾上腺细胞的遗传分析显示,一个基因Akr1c18在一夫一妻制小鼠中的活性远远高于杂交啮齿动物。该基因编码的酶有助于产生一种鲜为人知的激素,称为 20⍺-OHP,这种激素也存在于人类和其他哺乳动物中。

研究人员观察到,增加20⍺-OHP激素促进了两种小鼠的养育行为。例如,17%的被给予激素的杂交小鼠会梳理幼崽并将它们带回巢穴,而如果没有给予激素,没有一只会以这种方式行事。

“这标志着我们第一次发现任何可以增加滥交群体中父母照顾的东西,”本德斯基博士说。

通常,这些腺体分为三个区域。但科学家们发现,一夫一妻制小鼠的肾上腺拥有第四个区域。

“我们称之为zona inaudita,这是拉丁语的'以前闻所未闻的区域',因为没有人在另一种动物身上观察到这种类型的细胞,”该研究的共同第一作者Natalie Niepoth博士说,他现在是Regeneron的高级科学家。 

在无肾上腺细胞中,研究人员发现,与其他肾上腺细胞中的相同基因相比,包括Akr1c18在内的194个基因更加活跃。他们的分析还确定了老田小鼠中无渗区发育和功能的关键基因。

这种完全闻所未闻的结构显然是迅速演变的。随着时间的推移,基因突变以大致可预测的速度在基因组中积累。通过测量区分这些物种的突变数量,科学家们估计这种新型细胞类型是在过去2万年内进化而来的,“在进化方面,这只是一眨眼,”Bendesky博士说。

关于是什么推动了一夫一妻制行为的演变,还有很多不确定因素。一种观点认为,一夫一妻制可以增加父母合作照顾后代的机会,因为父亲更相信年轻人是他们的。

Bendesky博士说,这种团队合作可以提高后代生存的机会,尤其是在资源有限的情况下。研究人员指出,新发现的肾上腺细胞促进了一夫一妻制典型的育儿行为。

Nieputh博士建议,这些新发现可以为人类的育儿行为和挑战提供见解。例如,在小鼠中,20⍺-OHP通常被转化为一种与分子异孕烯酮非常相似的化合物,这种化合物天然存在于人类中,并已被FDA批准为一种药物,以帮助治疗人们在分娩后经常经历的产后抑郁症,Bendesky博士说。

“我希望我们的研究能够激发对20⍺-OHP与人类养育子女之间联系的进一步研究,”该研究的共同第一作者,Bendesky实验室的博士后研究员Jennifer R. Merritt博士说。 

“关于这种激素在人类父母行为中的作用,我们有很多东西要了解。

(责任编辑:泉水)
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