伊利諾伊大學博后研究員Hagai Shpigler是一篇最新在線《PNAS》文章的第一作者。他設計了兩個試驗用攝像機記錄一組蜜蜂彼此互動的社會化情景。第一個試驗,他把1只陌生蜜蜂放入實驗蜜蜂團體,本地蜜蜂對它做出“防范”和“圍攻”反應;第二個試驗,Shpigler把一只未能年蜂王幼蟲放入蜜蜂團,蜂王幼蟲激發了工蜂母性,使之喂養它。Shpigler測試了來自7個不同蜂巢的245組蜜蜂團,每組包含10只蜜蜂,反復多次試驗后,將每只蜜蜂對兩個試驗的反應程度按高低排列。
大多數蜜蜂至少對一種情況有反應,但約14%的蜜蜂對兩種情況都沒反應。于是,研究小組分離了一些蜜蜂的蕈形體(mushroom body),這是大腦負責處理復雜社會行為區的組成部分,從中篩選了活化基因。他們發現,一個比較有特色的基因子集在“沒反應”蜜蜂腦中被激活了。
研究人員將這組基因與自閉譜系障礙、精神分裂和抑郁癥等相關基因比對后發現,雖然蜜蜂和人類進化上有很大不同,但是蜜蜂和人類擁有許多共同基因。
據課題組報道,“沒反應”蜜蜂的活化基因與自閉癥相關基因匹配結果最好。一些基因負責細胞(特別是神經細胞)內外離子流動調節,另一些編碼熱休克蛋白(應激過程典型產物)。
德州大學奧斯汀分校進化神經科學家Hans Hofmann認為,這項研究結果說明“進化論”在不同動物身上挖掘出了相同的分子通路,而這些特征甚至可以影響復雜的社會行為。“蜜蜂的社會行為神經回路肯定與人類的非常不同,但在分子水平上卻顯現了相似的基因使用方式,這很驚人,”Hofmann說,他不是這項研究的參與者。
另一名雖未參加本研究,但從事自閉癥譜系障礙基因列表編寫工作的遺傳學家Alan Packer說:“目前,人們還不知道這些基因對社會行為的確切影響,這項研究的意義在于,操縱蜜蜂基因很可能有助于探索與之匹配的人類基因對疾病的作用。”
肯塔基大學的昆蟲學家Claire Rittschof評價他們的這項研究,“沒反應”蜜蜂可能對其他社會情景“有反應”,你很難把昆蟲的社會反應與一般行為變化區分開來。但她對相似基因能在不同物種中形成社會行為這一想法感到好奇。
這項研究的領導者伊利諾伊大學行為遺傳學家Gene Robinson說:“沒人能精確地把蜜蜂和人類行為連線,但是,如果你想了解人類這些基因的相互作用,蜜蜂可能是一個有用的模型,研究這些基因如何制造行為的模型越多越好,”她迫切想知道這組基因是否還與其他動物社會反應有關。
目前科學家還不清楚為什么蜂巢里其他蜜蜂對這些不合群的、偷懶休息的蜜蜂這么耐受。Rittschof猜測,盡管群體中某些個體行為反常,但人類社會和蜜蜂社會都愿意容納不同性格、長處和短處的個體。
據新聞報道,其他動物也會患自閉癥等神經障礙,例如缺乏主人陪伴的自閉鸚鵡。蜜蜂的這種行為是天生的,還是受后天環境影響的呢?用遺傳操縱手段逐一對這些基因進行研究,也許能找到答案。
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